[Redis] Redis Cache 직렬화 및 역직렬화 오류의 발생과 해결

📖 목차

 

 

 

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항공권 티켓팅 서비스를 구현하던 중, 항공권 조회 속도를 개선하기 위해 Redis Cache를 적용하게 되었다.

하지만, 캐시를 저장해서 꺼내오는 과정에서 오류가 발생하는 것을 확인했다.

어떤 오류가 발생했고, 어떻게 해결했는지 과정을 정리해 보았다.

 

 

 

 

 

 

 

📌  Redis Cache를 적용하게 된 이유

  우선 Spring Boot MSA 아키텍처 기반으로 대용량 트래픽에도 안정적인 서비스를 구성하는 것이 프로젝트의 목표였고, 그 목표를 가지고 항공권 예매 서비스를 구현하고 있었다. 이때, 대기열과 예약 서비스 그리고 실제 항공편 API(Amadeus API)를 연동한 통합 성능 테스트를 진행하면서 문제점을 발견하게 되었다.

 

💡 Jmeter를 통해 다음과 같은 조건으로 테스트를 해본 결과,

     ✔️ 스레드 수: 100
     ✔️ Ramp-up 시간: 1
     ✔️ 루프 카운트: 10

* 프로젝트의 요구사항에서의 처리량은 200.0/sec 이상이어야 했지만, 직접 테스트를 해봤을 때 처리량은 160.0/sec로 해당 요구사항을 충족하지 못했다.

 

 

< 성능 개선 전, 처리량 160.0/sec >

 

 

 

  초기 분석에서는 대기열 선점 실패 시 반환되는 응답 로직에서 지연이 발생한다고 판단하여 해당 로직을 수정해 봤지만, 처리량은 일부 개선될 뿐 기대만큼 향상되지 않았다.

< 로직 수정 후, 처리량 223.6/sec >

 

 

 

 

 

  확인 결과, 성능 저하의 근본적인 원인은 대기열 선점 과정에서 항공편 상세 조회 API가 반복적으로 호출되며 불필요한 DB 조회가 다수 발생한 데 있었다. 이를 해결하기 위해 항공편 상세 조회 API에 Redis Cache를 적용하여 동일 요청에 대한 DB 접근 없이 캐시에서 데이터를 조회할 수 있도록 개선하고자 했다.

 

 

 

 

 

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📌  @Cacheable의 적용

  Redis 의존성을 추가하고, ObjectMapper와 CacheConfig를 설정하여 해당 API에 @Cacheable 어노테이션을 적용했다.

// redis
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-redis'

// json serialization & deserialization
implementation 'com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind'
implementation 'com.fasterxml.jackson.core:jackson-core'
implementation 'com.fasterxml.jackson.datatype:jackson-datatype-jsr310'

 

@Configuration
public class CacheConfig {

    @Bean
    RedisCacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory, ObjectMapper objectMapper) {
        // 기본 직렬화기
        GenericJackson2JsonRedisSerializer genericSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer(
                objectMapper);
                
        ...
        // flights 캐시 설정 (10초 TTL)
        RedisCacheConfiguration flightConfig = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(flightSerializer))
                .disableCachingNullValues()
                .entryTtl(Duration.ofSeconds(10));
        ...
    }
    
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(
            RedisConnectionFactory connectionFactory, ObjectMapper objectMapper
    ) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer(objectMapper));

        return template;
    }
}

 

@Configuration
public class JacksonConfig {

    @Bean
    public ObjectMapper objectMapper() {
        
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        objectMapper.registerModule(new JavaTimeModule());// Java 8 날짜 모듈 등록
        objectMapper.disable(SerializationFeature.WRITE_DATES_AS_TIMESTAMPS); // ISO-8601로 출력
        objectMapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false); // 알 수 없는 속성 무시
        
        return objectMapper;
    }
}

 

@Cacheable(value = "flights", key = "#flightId")
public FlightDetailResponse getFlight(UUID flightId) {

    FlightEntity flight = getFlightById(flightId);

    return FlightDetailResponse.from(flight);
}

 

  하지만 이렇게 @Cacheable 어노테이션을 적용한 뒤로 오류가 발생했다.

 

 

 

 

 

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📌  캐시 적용 후, 발생한 문제점

  공항, 항공사, 항공편 조회 API에 @Cacheable 어노테이션을 적용한 뒤, 해당 기능이 제대로 적용되었는지 테스트를 하던 도중에 'ClassCastException'이 발생했다.

< 공항 조회 예시 - API 호출>

< 공항 조회 예시 - 처음 API 호출 시 조회 쿼리 생성되는 것 확인 >

< 공항 조회 예시 - 캐시에 저장되는 것 확인>

 

 

 

캐시가 저장되는 것을 확인하고 다시 해당 API를 호출하게 되면, 아래와 같이 오류가 발생했다.

< 공항 조회 예시 - 동일한 API 호출시 발생하는 오류 >

< 공항 정보 조회 예시 - ClassCastException 발생 >

 

 

 

  원인을 분석해 보니 다형성이거나 커스텀 객체(AirportResponse 같은 DTO)가 들어있는 경우, 역직렬화 시 타입 정보가 누락되면 Jackson의 ObjectMapper는 이를 정확히 판단하지 못하고 내부적으로 LinkedHashMap으로 처리하게되어 발생한 문제였다.

 

 

 

 

 

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📌  역직렬화 문제 해결 시도

  이 문제를 해결하기 위해 Jackson 라이브러리에서 제공하는 기능을 사용하여 다형성 타입 정보를 명시적으로 포함하여 처리하도록ObjectMapper 설정에 PolymorphicTypeValidator를 추가하여 activateDefaultTyping을 설정했다. 

@Configuration
public class JacksonConfig {

    @Bean
    public ObjectMapper objectMapper() {
    	// Jackson 라이브러리에서 제공하는 다형성 타입 정보 명시적 포함 기능
        PolymorphicTypeValidator ptv = BasicPolymorphicTypeValidator
                .builder()
                .allowIfSubType(Object.class)
                .build();

        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        ...
        // 타입 정보를 포함하도록 설정(기존 설정 로직에 ptv 설정만 추가)
        objectMapper.activateDefaultTyping(ptv, ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
		...        
        
        return objectMapper;
    }
}

 

 

 

  해당 설정 후 다시 테스트를 진행했을 때, 항공 서비스 내에서 ClassCastException 오류는 사라졌지만 타입 정보가 추가되면서 Response type이 기존과 달라졌고, 이로 인해 다른 서비스에서 해당 API호출 시 오류가 발생했다. 

< 설정 적용 후, Response type 변화 >

 

기존에는 DTO 타입 정보가 포함되지 않았지만 activateDefaultTyping 설정으로 인해 @class 필드가 삽입된 것을 확인할 수 있다.

 

 

 

 

 

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📌  원인 분석 및 해결

  해당 문제의 원인을 파악해 보니, @class 필드가 삽입되어 외부 서비스에서 JSON 파싱에 실패해서 발생한 문제였다. 이를 해결하기 위해 역직렬화 오류의 원인이 될 수 있는 불필요한 타입 정보는 저장하는 해당 기능(activateDefaultTyping)을 ObjectMapper 설정에서 제거하고, CacheConfig에서 각 타입별로 직접 Serializer를 명시적으로 등록하여 불필요한 타입 정보 없이 직렬화가 이뤄지도록 설정해 주었다.

@Configuration
public class JacksonConfig {

    @Bean
    public ObjectMapper objectMapper() {
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        objectMapper.registerModule(new JavaTimeModule());
        objectMapper.disable(SerializationFeature.WRITE_DATES_AS_TIMESTAMPS);
        objectMapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false);

        return objectMapper;
    }
}

 

@Configuration
@EnableCaching
public class CacheConfig {

    @Bean
    RedisCacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory connectionFactory, ObjectMapper objectMapper) {
        // 기본 직렬화기
        GenericJackson2JsonRedisSerializer genericSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer(
                objectMapper);

        // 특정 DTO용 직렬화기
        Jackson2JsonRedisSerializer<AirportResponse> airportSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer<>(
                objectMapper, AirportResponse.class);
        Jackson2JsonRedisSerializer<AirlineResponse> airlineSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer<>(
                objectMapper, AirlineResponse.class);
        Jackson2JsonRedisSerializer<FlightDetailResponse> flightSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer<>(
                objectMapper, FlightDetailResponse.class);

        // 기본 캐시 설정
        RedisCacheConfiguration baseConfig = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(genericSerializer))
                .disableCachingNullValues();

        // airports 캐시 설정 (12시간 TTL)
        RedisCacheConfiguration airportConfig = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(airportSerializer))
                .disableCachingNullValues()
                .entryTtl(Duration.ofHours(12));

        // airlines 캐시 설정 (12시간 TTL)
        RedisCacheConfiguration airlineConfig = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(airlineSerializer))
                .disableCachingNullValues()
                .entryTtl(Duration.ofHours(12));

        // flights 캐시 설정 (10초 TTL)
        RedisCacheConfiguration flightConfig = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(flightSerializer))
                .disableCachingNullValues()
                .entryTtl(Duration.ofSeconds(10));

        // flightOffers 캐시 설정 (1분 TTL)
        RedisCacheConfiguration flightOffersConfig = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                .serializeValuesWith(RedisSerializationContext.SerializationPair.fromSerializer(genericSerializer))
                .disableCachingNullValues()
                .entryTtl(Duration.ofMinutes(1));
        ...
    }
    ...
}

 

 

 

 

 

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  그 결과, Response type에서 @class가 사라지며 해당 API 호출 시 정상적으로 캐시에 저장되는 것을 확인할 수 있었고, 다른 서비스에서 호출 시에도 직렬화 및 역직렬화 오류 없이 성공적으로 캐시에서 조회해 오는 것을 확인할 수 있었다. 

< 항공편 조회 요청 >

< Redis Cache에 저장 >

< 오류 없이 성공적으로 조회 >

 

 

 

 

 

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  여기까지 Redis Cache 적용 시에 발생할 수 있는 직렬화 및 역직렬화 문제의 원인과 해결방법에 대해 알아보았다. 캐시에 대해 정리한 내용과 위에서 자주 언급했던 ObjectMapper에 대한 내용은 아래 포스팅에서 확인할 수 있다.

 

[Redis] Redis Cache를 활용해 데이터 조회 속도 개선하기 - (1)

 

[Java] Jackson 라이브러리의 ObjectMapper