[Applicaion]07.동시성 문제 :방안(1) Java Synchronized

Publish Date

2024/11/12

배경 및 목표

Java의 synchronized 키워드는 단일 서버 환경에서 동시성 문제를 해결하는 가장 간단한 방법이다. 특정 블록에 대해 하나의 스레드만 접근할 수 있도록 제한하며, 데이터 정합성을 보장한다.synchronized는 자바에서 제공하는 동기화 메커니즘으로, 특정 객체를 기준으로 락을 설정하여 동시에 여러 스레드가 접근하지 못하게 한다.

Synchronized 키워드

구조 및 구현

coupon-BE/
├── coupon-core/
│   └── src/
│       └── main/java/com/example/couponcore/
│           └── service/             # 비즈니스 로직 처리 계층
│               └── CouponIssueService.java
└── coupon-api/
    └── src/
        └── main/java/com/example/couponapi/
            └── service/             # 비즈니스 로직 처리 계층
                └── CouponIssueRequestService.java                
Java
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파일명	내용
CouponIssueService.java	트랜잭션 내부에 synchronized 사용 (잘못된 구조로 동시성 문제 발생)
CouponIssueRequestService.java	synchronized를 트랜잭션 상위에 위치시켜 동시성 문제를 해결한 구조

소스코드

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CouponIssueService.java 

버전1. 트랜잭션 내부에 Lock 위치(잘못된 구조)

@Transactional 트랜잭션 내부에서 synchronized를 설정하면 동시성 문제를 해결할 수 없다. 트랜잭션의 범위가 동기화 블록과 일치하지 않아 커밋 전에 다른 스레드가 접근할 가능성이 있다.

package com.example.couponcore.service;

@RequiredArgsConstructor
@Service
public class CouponIssueService {

    @Transactional
		public void issue(long couponId, long userId) {
			synchronized (this) {
		      Coupon coupon = findCoupon(couponId);         // 쿠폰 조회
		        coupon.issue();                               // 쿠폰 발급 처리 (issuedQuantity++)
        saveCouponIssue(couponId, userId);           // 발급 정보 저장
    }
}
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CouponIssueRequestService.java 

버전2. 트랜잭션 외부에 Lock 위치(동시성 문제해결 버전)

@Transactional 외부에 synchronized를 사용하여 동기화 블록의 범위를 트랜잭션 전체로 확장한다. 이를 통해 트랜잭션의 일관성을 유지하면서 동시 접근을 제어할 수 있다.

package com.example.couponapi.service;

@RequiredArgsConstructor
@Service
public class CouponIssueRequestService {

		...

    public void issueRequestV1(CouponIssueRequestDto requestDto) {
		    synchronized(this){
				    couponIssueService.issue(requestDto.couponId(), requestDto.userId());
		    }
        log.info("쿠폰 발급 완료. couponId: %s, userId: %s".formatted(requestDto.couponId(), requestDto.userId()));
    }
    
}
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결론

트랜잭션 상위에 Lock을 위치시키는 구조(버전 2)는 트랜잭션의 범위와 동기화 블록의 범위를 일치시켜 동시성 문제를 해결한다. 하지만 스레드가 하나씩 순차적으로 접근하므로 성능이 제한될 수 있다. 이를 보완하기 위해 Redis 분산 락이나 MySQL 비관적 락(SELECT FOR UPDATE) 같은 다른 동시성 제어 방법도 고려할 필요가 있다.

구분	트랜잭션 내부 Lock	트랜잭션 상위 Lock
Lock 위치	@Transactional 내부 synchronized	@Transactional 외부 synchronized
동시성 문제	여전히 발생할 수 있음	해결됨
트랜잭션 범위	Lock과 트랜잭션 범위가 불일치	Lock과 트랜잭션 범위가 일치
성능	단일 스레드로 처리되나 동기화 범위가 불안정	안정적으로 동기화되나 스레드 블록 발생