웹 소켓을 활용한 아이디어 프로젝트 - 채팅 편

카카오톡과 디스코드 채팅방을 모티브로 웹 소켓과 REST API를 구성해 만든 실시간 다중 채팅 서버 입니다. 회원은 자유롭게 채팅방을 개설 할 수 있고 공개된 다른 사람의 채팅방에 입장할 수 있습니다.

지난 CMP 프로젝트를 경험하며 실시간으로 변화하는 정보를 클라이언트에 전달하기위한 양방향 통신을 적용하지 못해 아쉬웠던 기억이 있습니다. 웹 소켓을 이용해 양방향 통신을 어떻게 적용할 지 고민하며 채팅, 간단한 웹 게임, 파일 업로드 모니터링 시스템을 떠올렸습니다. 양방향 통신과 분산환경에서 메시지 전달 등 궁금한 기술에 대해 공부 할 수 있을 것 같아 웹 채팅 서버를 구현했습니다.

• 채팅 메시지의 전달과 채팅 방 이벤트 메시지를 전달하기위한 웹 소켓 서버(WebFlux)와 회원 가입, 채팅 방 생성 등 요청을 처리하기위한 REST API 서버(MVC)를 분리해 멀티-모듈 프로젝트로 구성했습니다.
• 지난 버전 v0.0.1에서는 웹 소켓 서버도 Spring MVC로 구성해 STOMP를 사용했고 미리 구현된 내부의 브로커를 이용해 메시지를 전달하는 방식을 사용했습니다. v1.0.0 업그레이드 과정을 거치며 비동기 리액티브 프로그래밍을 공부하고자 웹 소켓 서버를 WebFlux로 구성했습니다.
• Raw Web-Socket을 사용하며 이번 프로젝트에서 사용 할 자체 프로토콜을 간단히 디자인했습니다.

• ERD 상 관계를 표현하기위해 FK 관계를 입력 했지만 실제 스키마에는 FK를 설정하지 않았습니다.

• 동시성 처리의 필요성
  • 채팅 방 참여정보는 일관된 데이터 정합성이 요구됩니다.
  • 동시에 채팅 방 입/퇴장 요청이 몰렸을 경우 트랜잭션과 Lock을 기반한 동시성 처리가 용이합니다.
• 쓰기 성능의 확보
  • 채팅 메시지는 읽기 작업 만큼 쓰기 작업 빈도가 많이 발생합니다.
  • MySQL과 같은 RDBMS는 쓰기 작업에 데이터 정합성을 위해 Lock을 사용하고 디스크에 동기화 하는 과정에서 디스크 I/O가 발생합니다.
  • MongoDB는 일반적인 쓰기작업에서 락을 사용하지 않고 메모리에 데이터를 적재해 I/O 작업을 최소화 할 수 있어 쓰기작업에서 소요시간을 줄일 수 있습니다.
• 빠르게 증식하는 데이터
  • 채팅 메시지는 주기적인 삭제 전략이 없는 경우 시간이 흐름에 따라 빠르게 데이터 규모가 증가합니다. 데이터 규모 증가에 따른 수평확장이 용이해야 합니다.
  • MongoDB는 수평확장(샤딩)이 용이합니다. 적재되는 데이터가 증가함에 따라 Auto Sharding이 가능하고 샤드 노드 추가 시 데이터의 리밸런싱이 필수적이지 않습니다.