Redis의 INCR 사용 해도 Race condition이 잡히지 않는 문제

안녕하세요! 강사님 덕분에 현재 진행중인 프로젝트 코드에 동시성 문제 잘 적용하고 있습니다.

다름이 아니라, 현재 MSA 프로젝트를 하고 있어 쿠폰 쪽 DB는 쿠폰만 쓰기 때문에 부하에 따른 걱정은 덜어도 될 것 같아 카프카가 아닌 Redis의 INCR 명령어를 통해서 선착순 쿠폰 로직의 Race condition 문제를 잡아보려고 하고 있는데요.

질문에 앞서 프로젝트 환경을 말씀드리자면 강의와 동일하게 docker pull redis 해서 이미지로 다운받아 실행했고, 6380 포트로 연결해줘서 yml 설정과 Config 설정 또한 해줬습니다. INCR 키 값을 살짝 바꿔서 coupon_count:{couponId} 가 되도록 해줬습니다.

문제는 1000개의 쓰레드로 요청을 날렸을 때 여러번의 요청 테스트는 통과가 안된다는 점입니다.. 쿠폰 발급이 100개 되어야하는데 102, 103번 애매하게 되고 있습니다. (postman으로 API 요청 날릴 때마다 해당 키 값의 value가 1씩 잘 증가하는 것은 확인했습니다) RDB 상에서도 100개의 발급 내역이 잘 들어오고 있구요. (물론 테스트가 DB에 영향을 미치면 안되지만요ㅠㅠ)

이런 경우는 왜 그런건가요?? 코드도 첨부 하겠습니다. 감사합니다!!

/*
 * 선착순 쿠폰 발급
 */
@Transactional
public CouponIssuedResponseDto issueFirstComeCoupon(CouponIssuedRequestDto request) {
    // 쿠폰 ID로 쿠폰을 찾고, 존재하지 않으면 예외 처리
    Coupon coupon = couponRepository.findById(request.couponId())
            .orElseThrow(() -> new CustomException(ErrorCode.COUPON_NOT_FOUND));

    // 발급 가능한 쿠폰 수량 확인 -> Redis
    Long currentCount = couponCountRepository.getCount(request.couponId());
    if (currentCount > coupon.getMaxQuantity()) {
        throw new CustomException(ErrorCode.COUPON_ISSUE_LIMIT_EXCEEDED);
    }

    // 새로운 쿠폰 발급 -> Redis에서 수량 증가
    Long newCount = couponCountRepository.increment(request.couponId());
    if (newCount > coupon.getMaxQuantity()) {
        throw new CustomException(ErrorCode.COUPON_ISSUE_LIMIT_EXCEEDED);
    }

    CouponIssued issued = CouponIssued.builder()
            .coupon(coupon)
            .userId(request.userId())
            .issuedAt(LocalDateTime.now())
            .build();

    CouponIssued saved = couponIssuedRepository.save(issued);

    return CouponIssuedResponseDto.fromEntity(saved);
}

@Repository
public class CouponCountRepository {
    private final RedisTemplate<String, Long> redisTemplate;

    public CouponCountRepository(RedisTemplate<String, Long> redisTemplate) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
    }

    public Long increment(Long couponId) {
        String key = "coupon_count:" + couponId;
        return redisTemplate.opsForValue().increment(key, 1);
    }

    public Long getCount(Long couponId) {
        String key = "coupon_count:" + couponId;
        Long count = redisTemplate.opsForValue().get(key);
        return count != null ? count : 0L;
    }
}

@BeforeEach
public void setUp() {
    // Redis 초기화
    redisTemplate.opsForValue().set("coupon_count:10", 0L);
}

@AfterEach
public void tearDown() {
    couponRepository.deleteAll();
    couponIssuedRepository.deleteAll();
    redisTemplate.delete("coupon_count:10");  // 테스트 끝난 후 Redis 데이터 삭제
}

@Test
public void multipleUserIssueCoupon() throws InterruptedException {
    // Given
    // 쿠폰을 생성
    Coupon coupon = Coupon.builder()
            .name("Test Coupon")
            .couponCode("TEST100")
            .discountRate(10)
            .maxQuantity(100L)
            .issuedQuantity(0L)
            .expiresAt(LocalDateTime.now().plusDays(30))
            .couponType(CouponTypeEnum.FIRST_COME)
            .build();
    couponRepository.save(coupon);

    Long couponId = coupon.getCouponId();  // 고정된 couponId 사용
    Long userId = 1L;  // 고정된 userId 사용

    // When
    int threadCount = 1000;
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(50);
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);

    for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
        executorService.submit(() -> {
            try {
                CouponIssuedRequestDto request = new CouponIssuedRequestDto(10L, userId);
                couponIssuedService.issueFirstComeCoupon(request);
            } catch (CustomException e) {
                // Expected exception when limit is exceeded
            } finally {
                latch.countDown();
            }
        });
    }

    latch.await(20, TimeUnit.SECONDS);

    // Then
    Long count = redisTemplate.opsForValue().get("coupon_count:10");
    System.out.println("coupon_count:10 = " + count);  // 디버깅용 로그 추가
    assertThat(count).isNotNull();  // count가 null이 아닌지 확인
    assertThat(count).isEqualTo(100);

    // 발급된 쿠폰의 수를 확인
    long issuedCount = couponIssuedRepository.count();
    assertThat(issuedCount).isEqualTo(100);
}