Redis의 Pub/Sub 메시징, 트랜잭션(MULTI/EXEC), Lua 스크립팅을 정리합니다.

Pub/Sub (발행/구독)

Pub/Sub은 메시지를 채널에 발행하면, 해당 채널을 구독 중인 모든 클라이언트가 메시지를 수신하는 패턴입니다.

기본 사용법

# 구독자 (터미널 1)
SUBSCRIBE chat:room:1
# 메시지 대기 상태...

# 발행자 (터미널 2)
PUBLISH chat:room:1 "안녕하세요!"
# (integer) 1  (수신한 구독자 수)

# 구독자에게 표시:
# 1) "message"
# 2) "chat:room:1"
# 3) "안녕하세요!"

패턴 구독

# 패턴으로 여러 채널 구독
PSUBSCRIBE chat:*
# chat:room:1, chat:room:2, chat:lobby 등 모두 수신

PSUBSCRIBE news.*
# news.sports, news.tech 등 수신

# 구독 해제
UNSUBSCRIBE chat:room:1
PUNSUBSCRIBE chat:*

Pub/Sub 특징과 한계

특징 설명
실시간 메시지 즉시 전달
1:N 하나의 메시지를 여러 구독자에게
Fire & Forget 메시지 영속성 없음
구독자 없으면 유실 구독자가 없으면 메시지 사라짐
히스토리 없음 과거 메시지 조회 불가

메시지 영속성이 필요하면 Stream을 사용하세요.

트랜잭션 (MULTI / EXEC)

Redis 트랜잭션은 여러 명령을 원자적으로 실행합니다.
RDBMS의 트랜잭션과 달리 롤백이 없으며, 큐에 쌓인 명령을 한번에 실행합니다.

기본 사용법

MULTI                           # 트랜잭션 시작
SET balance:user:1 1000         # QUEUED
DECRBY balance:user:1 200       # QUEUED
INCRBY balance:user:2 200       # QUEUED
EXEC                            # 일괄 실행
# 1) OK  2) 800  3) 200

트랜잭션 취소

MULTI
SET key1 "value1"               # QUEUED
SET key2 "value2"               # QUEUED
DISCARD                         # 트랜잭션 취소 (큐 비움)

WATCH (낙관적 락)

WATCH는 특정 키를 감시하여, EXEC 전에 해당 키가 변경되면 트랜잭션을 실패시킵니다.
CAS(Check-And-Set) 패턴을 구현할 수 있습니다.

WATCH balance:user:1            # 키 감시 시작
GET balance:user:1              # "1000"

MULTI
DECRBY balance:user:1 200       # QUEUED
EXEC
# 다른 클라이언트가 balance:user:1을 변경했으면:
# (nil)  → 트랜잭션 실패, 재시도 필요

# 감시 해제
UNWATCH

RDBMS 트랜잭션과의 차이

항목 RDBMS Redis
롤백 ROLLBACK 지원 롤백 없음 (DISCARD는 실행 전 취소)
격리 격리 수준 설정 명령 큐잉 후 일괄 실행 (원자적)
오류 처리 오류 시 롤백 개별 명령 오류는 나머지에 영향 없음
락 비관적/낙관적 락 WATCH (낙관적 락만)

Lua 스크립팅

Lua 스크립트를 사용하면 여러 명령을 서버 측에서 원자적으로 실행할 수 있습니다.
네트워크 왕복을 줄이고, 복잡한 원자적 연산을 구현할 수 있습니다.

EVAL 기본 사용법

# 기본 구조: EVAL "스크립트" 키수 키... 인자...
EVAL "return 'Hello Redis'" 0
# "Hello Redis"

# 키와 인자 사용
EVAL "return redis.call('GET', KEYS[1])" 1 name
# "홍길동"

# 조건부 설정
EVAL "
local current = redis.call('GET', KEYS[1])
if current == false then
    redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[1])
    return 1
else
    return 0
end
" 1 mykey "myvalue"

실전 Lua 스크립트 예시

Rate Limiting (원자적)

EVAL "
local key = KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local window = tonumber(ARGV[2])

local current = tonumber(redis.call('GET', key) or '0')
if current >= limit then
    return 0  -- 제한 초과
else
    redis.call('INCR', key)
    if current == 0 then
        redis.call('EXPIRE', key, window)
    end
    return 1  -- 허용
end
" 1 rate:user:123 100 60
# 1분에 100회 제한

분산 락 해제 (안전한 버전)

# 자신이 설정한 락만 해제 (값 비교 후 삭제)
EVAL "
if redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call('DEL', KEYS[1])
else
    return 0
end
" 1 lock:resource "unique-token-abc123"

EVALSHA (스크립트 캐싱)

# 스크립트 로드 (SHA1 해시 반환)
SCRIPT LOAD "return redis.call('GET', KEYS[1])"
# "a42059b356c875f0717db19a51f6aaa9161571a2"

# SHA1로 실행 (네트워크 절약)
EVALSHA "a42059b356c875f0717db19a51f6aaa9161571a2" 1 name

# 스크립트 존재 확인
SCRIPT EXISTS "a42059b356c875f0717db19a51f6aaa9161571a2"

# 스크립트 캐시 초기화
SCRIPT FLUSH

Pipeline (파이프라인)

파이프라인은 여러 명령을 한번에 보내고 응답을 모아서 받는 기법입니다.
네트워크 왕복(RTT)을 줄여 대량 명령 실행 시 성능을 크게 향상시킵니다.

# redis-cli에서 파이프라인
echo -e "SET key1 val1\nSET key2 val2\nSET key3 val3\nGET key1\nGET key2\nGET key3" | redis-cli --pipe

# Python 예시 (redis-py)
import redis
r = redis.Redis()

pipe = r.pipeline()
for i in range(1000):
    pipe.set(f'key:{i}', f'value:{i}')
pipe.execute()  # 1000개 명령을 한번에 전송
방식 1000개 명령 실행 시간
개별 실행 ~1000ms (RTT × 1000)
Pipeline ~10ms (RTT × 1)

관련된 글 (redis > lecture-redis)

참고