RDB(PostgreSQL/MySQL)를 활용한 경량 분산 락 구현 패턴

Redis나 ZooKeeper 같은 추가 인프라 구축 없이, 이미 가동 중인 관계형 데이터베이스(RDB)의 전용 네임드 락 기능을 활용해 동시성을 제어하는 분산 락 설계 가이드입니다.

1. 데이터베이스 분산 락의 특징

데이터베이스 분산 락은 테이블 데이터 레코드에 락을 거는 `SELECT ... FOR UPDATE`와 달리, DB 세션(Session)이나 커넥션 수준에서 전역적인 명명 규칙을 기반으로 독립된 가상의 락 슬롯을 획득하는 구조입니다.

• PostgreSQL Advisory Locks: 64비트 정수 키를 기준으로 세션 단위 또는 트랜잭션 단위로 락을 걸 수 있습니다 (`pg_advisory_lock`, `pg_try_advisory_lock`).
• MySQL Named Locks: 임의의 문자열 이름으로 락을 획득하며 초 단위 타임아웃을 지정할 수 있습니다 (`GET_LOCK`, `RELEASE_LOCK`).

2. 장단점

별도의 메모리 분산 시스템을 구축할 예산이 부족하거나 데이터 정합성의 물리적인 일관성이 절대적인 환경에 유용합니다. 단, 커넥션 풀을 직접 점유하여 긴 시간 대기할 수 있으므로 락 획득 대기 타임아웃을 매우 짧게 설정하거나 비차단형 함수(`try` 계열)를 사용해야 합니다.

3. Go, NestJS, Spring Boot 구현 예제

Go (Golang) - PostgreSQL Advisory Lock

Go에서는 데이터베이스 커넥션 풀로부터 전용 커넥션을 점유하여 PostgreSQL 세션 레벨 Advisory Lock을 수행합니다.

package main

import (
	"context"
	"database/sql"
	"errors"
	"fmt"
)

type DbLock struct {
	db *sql.DB
}

func (l *DbLock) ExecuteWithAdvisoryLock(ctx context.Context, lockID int64, action func() error) error {
	// advisory lock은 세션 종속적이므로 동일 커넥션을 지속적으로 사용해야 함
	conn, err := l.db.Conn(ctx)
	if err != nil {
		return err
	}
	defer conn.Close()

	// 1. 비차단형 락 획득 시도 (pg_try_advisory_lock)
	var acquired bool
	err = conn.QueryRowContext(ctx, "SELECT pg_try_advisory_lock($1)", lockID).Scan(&acquired)
	if err != nil {
		return err
	}
	if !acquired {
		return errors.New("lock busy: postgres advisory lock failed")
	}

	defer func() {
		// 2. 락 해제
		conn.ExecContext(ctx, "SELECT pg_advisory_unlock($1)", lockID)
	}()

	// 비즈니스 로직 실행
	return action()
}

Node.js (NestJS / Prisma) - queryRaw lock

Prisma ORM은 트랜잭션 API(`$transaction`)가 커넥션을 독점하여 수행하므로, 이를 활용해 PostgreSQL advisory lock 쿼리를 수행할 수 있습니다.

import { Injectable } from '@nestjs/common';
import { PrismaService } from './prisma.service';

@Injectable()
export class DbLockService {
  constructor(private prisma: PrismaService) {}

  async executeWithDbLock(lockId: number, action: () => Promise): Promise {
    // 트랜잭션 세션 범위 안에서 락을 획득하고 커넥션 유지
    return this.prisma.$transaction(async (tx) => {
      // 1. pg_try_advisory_lock 획득 시도
      const result = await tx.$queryRaw>`
        SELECT pg_try_advisory_lock(${lockId})
      `;

      const acquired = result[0]?.pg_try_advisory_lock;
      if (!acquired) {
        throw new Error('Lock is busy: DB Advisory lock acquisition failed');
      }

      try {
        return await action();
      } finally {
        // 2. 사용 완료 후 즉시 해제
        await tx.$queryRaw`SELECT pg_advisory_unlock(${lockId})`;
      }
    });
  }
}

Kotlin (Spring Boot) - JPA Native Query Lock

Spring Boot 환경에서는 `@Transactional`이 부여된 트랜잭션 영속성 컨텍스트 범주 내에서 Native Query로 advisory lock을 실행하여 구현합니다.

@Repository
interface LockRepository : JpaRepository {
    @Query(value = "SELECT pg_try_advisory_lock(:lockId)", nativeQuery = true)
    fun tryAdvisoryLock(lockId: Long): Boolean

    @Query(value = "SELECT pg_advisory_unlock(:lockId)", nativeQuery = true)
    fun unlockAdvisoryLock(lockId: Long): Boolean
}

@Service
class DbLockService(private val lockRepository: LockRepository) {

    @Transactional
    fun  executeWithAdvisoryLock(lockId: Long, action: () -> T): T {
        // 1. 락 획득 시도
        val acquired = lockRepository.tryAdvisoryLock(lockId)
        if (!acquired) {
            throw RuntimeException("Could not acquire Database lock for ID: $lockId")
        }

        try {
            return action() // 비즈니스 로직 수행
        } finally {
            // 2. 락 해제
            lockRepository.unlockAdvisoryLock(lockId)
        }
    }
}

// Refer to the KO tab code for Go implementation details.
// conn.QueryRowContext with pg_try_advisory_lock avoids locking up database connections.

// Refer to the KO tab code for NestJS implementation details.
// tx.$transaction keeps the database connection locked to the query execution sequence.

// Refer to the KO tab code for Kotlin/Spring Boot implementation details.
// Native JpaRepository calls trigger PostgreSQL session functions.