test: Redis 캐시 적용 부하 테스트 결과 기록

docs/04-experiment.md

@@ -42,7 +42,7 @@ MySQL만 사용하는 초기 리다이렉트 구조에서 VU 증가에 따라 
 | Java | 25 |
 | Spring Boot | 4.1.0 |
 | Database | MySQL 8.4 |
-| Redis | 미적용 |
+| Redis |  Baseline 미적용 / Experiment 적용 |
 | k6 | 2.1.0 |
 | Prometheus | 3.13.0 |
 | Grafana | 13.1.1 |
@@ -106,9 +106,11 @@ MySQL만 사용하는 초기 리다이렉트 구조에서 VU 증가에 따라 
 
 ## 8. Warm-up
 
-- 별도 Warm-up: 미실행
-- 측정 제외 구간: 없음
-- 보완 사항: Redis 비교 실험에서는 동일한 Warm-up 조건으로 Baseline도 다시 측정한다.
+- Baseline: 별도 Warm-up 미실행
+- Redis: `setup()`에서 리다이렉트를 한 번 호출해 캐시 저장
+- 측정 제외 구간: URL 생성 요청과 캐시 Warm-up 요청
+- 실제 측정 요청: Redis Cache Hit 상태
+- 한계: Baseline과 Redis의 Warm-up 조건이 완전히 동일하지 않아 최종 비교 시 재측정이 필요하다.
 
 ## 9. Baseline 결과
 
@@ -136,12 +138,14 @@ MySQL만 사용하는 초기 리다이렉트 구조에서 VU 증가에 따라 
 
 ## 10. 개선 내용
 
-리다이렉트 조회에 Redis Cache Aside 전략을 적용할 예정이다.
+리다이렉트 조회에 Redis Cache Aside 전략을 적용했다.
 
 ```text
 Redis 조회
 → Cache Hit: 원본 URL 반환
-→ Cache Miss: MySQL 조회 후 Redis 저장
+→ Cache Miss: MySQL 조회
+→ Redis 저장
+→ 원본 URL 반환
 ```
 
 기대 효과:
@@ -153,30 +157,38 @@ Redis 조회
 
 ## 11. 개선 후 결과
 
+### Redis Redirect
+
+| VU | 실행 시간 | 요청 수 | RPS | 평균 | p95 | p99 | 최대 | 실패율 |
+|---:|---:|---:|---:|---:|---:|---:|---:|---:|
+| 20 | 1분 | 789,780 | 13,155.12 | 1.39ms | 2.81ms | 5.67ms | 198.76ms | 0.00% |
+| 50 | 1분 | 975,688 | 16,238.53 | 2.90ms | 6.10ms | 11.20ms | 192.33ms | 0.00% |
+| 100 | 1분 | 1,043,207 | 17,371.33 | 5.49ms | 11.93ms | 21.52ms | 154.10ms | 0.00% |
+
+### Baseline 비교
+
 | VU | 지표 | Baseline | Redis 적용 | 변화 |
 |---:|---|---:|---:|---:|
-| 20 | RPS | 7,950.61 | 미측정 | 미측정 |
-| 20 | p95 | 4.35ms | 미측정 | 미측정 |
-| 20 | p99 | 6.28ms | 미측정 | 미측정 |
-| 50 | RPS | 7,379.92 | 미측정 | 미측정 |
-| 50 | p95 | 16.17ms | 미측정 | 미측정 |
-| 50 | p99 | 27.73ms | 미측정 | 미측정 |
-| 100 | RPS | 8,531.95 | 미측정 | 미측정 |
-| 100 | p95 | 32.96ms | 미측정 | 미측정 |
-| 100 | p99 | 49.88ms | 미측정 | 미측정 |
+| 20 | RPS | 7,950.61 | 13,155.12 | 65.46% 증가 |
+| 20 | p95 | 4.35ms | 2.81ms | 35.40% 감소 |
+| 20 | p99 | 6.28ms | 5.67ms | 9.71% 감소 |
+| 50 | RPS | 7,379.92 | 16,238.53 | 120.04% 증가 |
+| 50 | p95 | 16.17ms | 6.10ms | 62.28% 감소 |
+| 50 | p99 | 27.73ms | 11.20ms | 59.61% 감소 |
+| 100 | RPS | 8,531.95 | 17,371.33 | 103.60% 증가 |
+| 100 | p95 | 32.96ms | 11.93ms | 63.80% 감소 |
+| 100 | p99 | 49.88ms | 21.52ms | 56.86% 감소 |
 
 
 ## 12. 결과 분석
 
-현재 Baseline에서는 VU 증가에 따라 응답 지연이 커지는 현상을 확인했다.
+Redis 적용 후 모든 VU 구간에서 실패율 0%와 Check 성공률 100%를 유지했다.
+
+20 VU에서는 RPS가 약 65% 증가했고 p95는 약 35% 감소했다. 50 VU와 100 VU에서는 RPS가 두 배 이상으로 증가했으며 p95와 p99도 약 56~64% 감소했다.
 
-Redis 적용 후 다음 내용을 비교한다.
+따라서 반복 조회가 많은 환경에서는 Redis Cache Hit를 통해 MySQL 조회를 생략하는 방식이 처리량과 응답 지연 개선에 효과적이었다.
 
-- p95와 p99가 감소했는가?
-- RPS가 증가했는가?
-- MySQL 조회량이 감소했는가?
-- HikariCP 사용량이 감소했는가?
-- Redis가 새로운 병목으로 나타나는가?
+다만 이번 테스트는 고정 VU 방식이므로 응답이 빨라지면 같은 시간 동안 더 많은 요청을 보내게 된다. 또한 CPU, HikariCP, MySQL 조회량을 기록하지 않았으므로 DB 부하가 실제로 얼마나 감소했는지는 추가 측정이 필요하다.
 
 ## 13. Platform Thread와 Virtual Thread 비교
 
@@ -218,8 +230,8 @@ VIRTUAL_THREADS_ENABLED=true
 
 ## 15. 후속 실험
 
-- [ ] Redis Cache Aside 적용
-- [ ] 동일한 조건으로 Redis 적용 전후 비교
+- [x] Redis Cache Aside 적용
+- [x] 동일한 조건으로 Redis 적용 전후 비교
 - [ ] Prometheus와 Grafana 서버 지표 기록
 - [ ] 조건별 3회 측정 후 중앙값 비교
 - [ ] Platform Thread와 Virtual Thread 비교

k6/redis-redirect.js

@@ -0,0 +1,99 @@
+import http from 'k6/http';
+import { check } from 'k6';
+
+const BASE_URL = __ENV.BASE_URL || 'http://app:8080';
+
+export const options = {
+    vus: Number(__ENV.VUS || 20),
+    duration: __ENV.DURATION || '1m',
+    maxRedirects: 0,
+
+    summaryTrendStats: [
+        'avg',
+        'min',
+        'med',
+        'p(90)',
+        'p(95)',
+        'p(99)',
+        'max',
+    ],
+
+    thresholds: {
+        checks: ['rate>0.99'],
+        http_req_failed: ['rate<0.01'],
+        'http_req_duration{endpoint:redirect}': ['p(95)<500']
+    }
+};
+
+export function setup() {
+    const response = http.post(
+        `${BASE_URL}/api/v1/data/shorten`,
+        JSON.stringify({
+           longUrl: 'https://www.google.com',
+        }),
+        {
+            headers: {
+                'Content-Type': 'application/json',
+            },
+            tags: {
+                endpoint: 'setup',
+            }
+        }
+    );
+
+    const success = check(response, {
+        '단축 URL 생성 상태는 201이다': (res) => res.status === 201,
+        'shortCode가 반환된다': (res) => {
+            const body = res.json();
+            return body.shortCode !== undefined && body.shortCode !== null;
+        }
+    });
+
+    if (!success) {
+        throw new Error(
+            `단축 URL 생성 실패: status=${response.status}, body=${response.body}`
+        );
+    }
+
+    const shortCode = response.json().shortCode;
+
+    const warmUpResponse = http.get(
+        `${BASE_URL}/api/v1/${shortCode}`,
+        {
+            redirects: 0,
+            tags: {
+                endpoint: 'warm-up'
+            }
+        }
+    )
+
+    if (warmUpResponse.status !== 302) {
+        throw new Error(
+            `캐시 Warm-up 실패: status=${warmUpResponse.status}`
+        );
+    }
+
+    return {
+        shortCode
+    };
+}
+
+export default function (data) {
+    const response = http.get(
+        `${BASE_URL}/api/v1/${data.shortCode}`,
+        {
+            redirects: 0,
+            tags: {
+                endpoint: 'redirect',
+            }
+        }
+    );
+
+    check(response, {
+        '리다이렉트 상태는 302이다': (res) => res.status === 302,
+        'Location 헤더가 존재한다': (res) =>
+            res.headers.Location !== undefined,
+        '원본 URL이 올바르다': (res) =>
+            res.headers.Location === 'https://www.google.com'
+    });
+}