6.동시성 제어와 스케줄링을 통한 효과적인 주문 및 재고 관리 전략

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동시성 제어를 적용한 부분에서 문제를 발견했다.

원래의 주문 처리 흐름에서의 동시성 제어

문제점

락을 걸어놨지만 결제가 완료된 시점에서 수량이 업데이트 되기 때문에 수량이 1개라고 해도 주문서가 100개가 생길 수가 있다.
a와 b의 주문서가 생기고 a와 b 둘 다 결제창에 진입한다. 둘 다 결제가 진행 된 후에 수량이 1개만 줄어들 위험이 있다.
지금은 결제 모듈로 카카오 API를 사용하고 있는데 다른 결제 모듈들을 가지고 왔을때 그 모듈들에도 락을 걸어줘야 한다.

개선된 동시성 제어

분산 락을 적용할 정확한 시점을 고민해보고 주문하기에 락을 걸어서 동시성을 제어 했다.

개선 효과

주문하기 자체에 락을 걸어서 재고가 1일 때 A,B가 동시에 주문해도 한 명만 결제가 될 수 있도록 개선했다.
100명 1000명이 시도해도 재고가 10개면 10개만 받고 깔끔하게 10명만 결제하기로 넘어갈 수 있다.

개선된 코드에서 발생한 문제

수량이 100개인 상품을 어떤 유저 한명이 100개를 주문해놓고 결제를 안하면 다른사람이 결제를 할 수가 없다.
ex) 주문량 빌런

스케줄링을 통한 문제 해결

주문하기 버튼을 클릭하면 "5분 이내에 결제가 완료되지 않으면 주문이 자동으로 취소됩니다."라는 팝업 메시지를 표시한다. 이와 함께 스케줄링 기능을 도입하여, 주문 후 5분 이내에 결제가 이루어지지 않은 경우 해당 주문을 자동으로 취소 처리하고 주문된 수량만큼 재고를 복원한다.

개선 효과

미결제 주문으로 인한 재고 낭비와 판매 기회 손실을 최소화할 수 있게 되었다.
사용자 경험 측면에서도 결제 완료에 대한 적절한 안내를 제공하고, 보다 효율적인 주문 처리 흐름을 제공할 수 있게 되었다.

개선된 코드

주문하기

    public void createOrder(
            Map<Long, Long> basket,
            UserDetailsImpl userDetails,
            Long addressId
    ) {
        String lockKey = "order_lock";
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        try {
          boolean isLocked = lock.tryLock(5, 10, TimeUnit.SECONDS);
          if (!isLocked) {
            throw new RuntimeException("락 획득에 실패했습니다.");
          }

          // 상품 수량 검증 코드
          checkBasket(basket);

          // 주문 객체 생성
          Order order = new Order(userDetails.getUser().getId(), OrderState.NOTPAYED, addressId);

          // 주문 객체 저장
          orderRepository.save(order);

          // 장바구니를 순회하며
          // 주문한 상품과 상품 개수를 상품 상세정보 테이블에 업데이트
          // 상품 테이블의 상품 수량 업데이트
          for (Map.Entry<Long, Long> entry : basket.entrySet()) {
            Long productId = entry.getKey();
            Long quantity = entry.getValue();

            // 상태를 업데이트하는 메서드
            updateStockAndCreateOrderDetail(productId, quantity, order);
          }
        } catch (InterruptedException e) {
          throw new RuntimeException("락 획득 중 오류가 발생했습니다.", e);
        } finally {
          if (lock.isLocked()) {
            lock.unlock();
          }
        }
      }

    //상태를 업데이트하는 메서드
    @Transactional
    public void updateStockAndCreateOrderDetail(Long productId, Long quantity, Order order) {
        //영속성 컨텍스트를 초기화
        entityManager.clear();
        //상품 객체 생성
        Product product = productService.getProduct(productId);
        //상품 수량 수정
        product.updateStockAfterOrder(quantity);
        System.out.println("현재 상품 수량: " + product.getStock());
        //수정된 상품 저장
        productService.save(product);
        //상품 상세정보 객체 저장
        OrderDetail orderDetail = new OrderDetail(order.getId(), productId, quantity, product.getPrice(), product.getName());
        orderDetailRepository.save(orderDetail);
    }

스케줄링 코드

    @Configuration
    @EnableScheduling
    public class SchedulingConfig {
    }

스케줄링 기능을 활성화하기 위한 Spring 설정 클래스 만든다.

일정 시간이 지났는데 결제가 안된 주문서를 찾는 쿼리

    @Query("SELECT o FROM Order o WHERE o.state = 'NOTPAYED' AND o.createdAt < :cutoff")
    List<Order> findUnpaidOrdersOlderThan(@Param("cutoff") LocalDateTime cutoff);

OrderRepository에 쿼리를 작성한다.

주문 취소&수량 복구 업데이트 로직

    @Scheduled(fixedDelay = 10000) // 10초에 한번씩 실행
    public void cancelUnpaidOrdersAndRestoreStock(
    ) {
      //시간 설정 변수 선언
      LocalDateTime MinutesAgo = LocalDateTime.now().minus(30, ChronoUnit.SECONDS); //테스트를 위해 10초로 설정
      // MinutesAgo 변수 설정 시간 이상 미결제 주문 조회
      List<Order> unpaidOrders = orderRepository.findUnpaidOrdersOlderThan(MinutesAgo);
      //일정 시간이 지난 order 리스트를 순회 하며 주문을 취소 시키고 재고를 복구함
      for (Order order : unpaidOrders) {
        if (order.getState() == OrderState.NOTPAYED) {
          order.changeState(OrderState.CANCELLED);
          orderRepository.save(order);
          restoreStock(order); // 재고 복구 로직
        }
      }
    }

    @Transactional
    public void restoreStock(
            Order order
    ) {
      //주문서의 id를 가진 주문 상세를 가져옴
      List<OrderDetail> orderDetails = orderDetailRepository.findByOrderId(order.getId());
      //주문 상세표들을 순회
      for (OrderDetail detail : orderDetails) {
        //100명이 한꺼번에 주문하면 한꺼번에 취소하는 상황에도 동시성이 필요함
        //락 적용
        String lockKey = "productLock:" + detail.getProductId();
        RLock rLock = redissonClient.getLock(lockKey);
        boolean isLocked = false;

        try {
          isLocked = rLock.tryLock(5, 10, TimeUnit.SECONDS);
          if (!isLocked) {
            throw new RuntimeException("Unable to lock the product stock for product ID: "
                    + detail.getProductId());
          }
          //주문 상세에 있는 상품 객체를 불러옴
          //상품 객체의 수량을 복구
          Product product = productService.getProduct(detail.getProductId());
          product.updateStockAfterOrder(-detail.getQuantity());
          System.out.println("복구" + product.getStock());
          productService.save(product);

        } catch (InterruptedException e) {
          Thread.currentThread().interrupt();
          throw new RuntimeException("Lock acquisition interrupted", e);

        } finally {
          if (isLocked && rLock.isLocked()) {
            rLock.unlock();
          }
        }
      }
    }