📚 모의 수강신청 시스템

대학 수강신청 기간의 서버 오류를 직접 재현하고 분석하기 위해 개발한 Redis 대기열 기반 모의 수강신청 시스템입니다.

🔗 링크

• 시연 영상: https://youtu.be/UQwpJS6AIpw

🛠 기술 스택

분류	기술
Backend	Spring Boot, Spring Security
Database	MySQL, Redis
Infra	AWS EC2, Docker
Test	JMeter

🎯 프로젝트 목적

매 학기 반복되는 수강신청 서버 오류의 원인을 직접 분석하고,
동시 접속자가 많은 환경에서도 안정적으로 동작하는 수강신청 시스템을 설계하는 것이 목표입니다.

🏗 시스템 아키텍처

클라이언트
    ↓ 수강신청 요청
Spring Boot (Enqueue)
    ↓ Redis Sorted Set에 삽입
Redis 대기열
    ↓ 순차적으로 Dequeue + 토큰 발급
Spring Boot (수강신청 처리)
    ↓ Lua 스크립트로 Redis 선점 → 원자적 DB UPDATE
MySQL

⚙️ 핵심 구현

Redis 대기열 (Sorted Set)

• 요청이 들어온 시각을 score로 저장하여 선착순 처리 보장
• rank() 명령어로 현재 대기 순번을 O(log N)에 조회
• 같은 사용자의 중복 요청 자동 차단

멱등성 보장

• 멱등키로 중복 클릭 방지
• Rate Limit으로 과도한 요청 차단

클라이언트 Polling

• 클라이언트가 상태를 요청 (WAITING / ALLOWED / FAIL)
• 대기 순번을 실시간으로 화면에 표시

🔍 성능 분석 및 병목 해결

문제 상황

800명 동시 접속 부하테스트에서 평균 응답 지연 6초 발생, 에러율 80% 급증

원인 분석 과정

1단계 - 로그 기반 분석

• Redis enqueue 처리 시간이 100ms → 860ms로 급증 확인
• Redis 명령어 자체는 빠르지만 통신 구간에서 병목 추정

2단계 - IntelliJ Profiler 분석

• Fetch Join 쿼리가 동시 요청 상황에서 평균 299ms 차지
• 단일 요청 기준 11ms로 빨라 보였으나, 동시 요청 시 커넥션 경합으로 급증

📌 향후 개선 방향

• Enqueue 단계 검증을 Dequeue로 이동하여 DB 부하 최소화
• Polling → SSE 전환으로 불필요한 요청 제거
• Spring WebFlux 도입으로 논블로킹 구조 전환
• Redis 캐싱으로 Enqueue 단계 DB 조회 제거