실시간 랭킹 시스템 구현기 (feat. 콜드 스타트 해결 과정)

인기 상품 랭킹 시스템 요구사항

• 실시간으로 인기 상품 TOP 10을 보여줍니다
• 인기도 기준: 조회수, 좋아요, 주문 수를 가중치를 두어 합산
• 일간 집계 기준 (오늘 발생한 이벤트만 반영)

Redis Sorted Set (ZSET) 선택

랭킹 시스템에 Redis ZSET을 선택한 이유입니다.

• ZADD: O(log N)으로 점수 업데이트
• ZREVRANGE: O(log N + M)으로 상위 N개 조회
• 아토믹 연산: ZINCRBY로 동시성 문제 없이 점수 증가

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class ProductRankingService {

    private final RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    // 가중치
    private static final double VIEW_WEIGHT = 0.1;
    private static final double LIKE_WEIGHT = 0.2;
    private static final double ORDER_WEIGHT = 0.7;

    private String getDailyKey() {
        return "ranking:daily:" + LocalDate.now().format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);
        // 예: "ranking:daily:20251226"
    }

    public void recordView(Long productId) {
        redisTemplate.opsForZSet().incrementScore(
            getDailyKey(),
            String.valueOf(productId),
            VIEW_WEIGHT
        );
    }

    public void recordLike(Long productId) {
        redisTemplate.opsForZSet().incrementScore(
            getDailyKey(),
            String.valueOf(productId),
            LIKE_WEIGHT
        );
    }

    public void recordOrder(Long productId) {
        redisTemplate.opsForZSet().incrementScore(
            getDailyKey(),
            String.valueOf(productId),
            ORDER_WEIGHT
        );
    }

    public List<Long> getTopProducts(int limit) {
        Set<String> topIds = redisTemplate.opsForZSet().reverseRange(
            getDailyKey(), 0, limit - 1
        );

        return topIds.stream()
            .map(Long::parseLong)
            .collect(Collectors.toList());
    }
}

문제: 콜드 스타트

자정이 지나면 날짜가 바뀌고 새로운 키가 생성됩니다. 새벽 00:00에는 오늘 데이터가 전혀 없습니다. 랭킹이 비어있는 상태입니다.

사용자가 자정 직후에 랭킹을 조회하면 아무것도 나오지 않습니다. 처음엔 이걸 간과했습니다.

잘못된 접근: 단순 복사

처음에는 자정에 전날 키를 오늘 키로 복사하는 방식을 생각했습니다.

// 잘못된 접근
@Scheduled(cron = "0 0 0 * * *")
public void copyYesterdayRanking() {
    String yesterday = "ranking:daily:" + LocalDate.now().minusDays(1)...;
    String today = getDailyKey();
    redisTemplate.rename(yesterday, today); // 이렇게 하면 안 된다
}

문제가 있습니다. 오늘 활동이 쌓이면서 전날 데이터가 섞입니다. 오늘 주문 0건인 상품이 어제 주문 많다는 이유로 상위에 남습니다.

올바른 접근: Score Carry-Over (점수 이월)

핵심 아이디어는 전날 점수의 일부(10%)를 오늘로 이월하는 겁니다. 당일 활동이 쌓이면 이월 점수의 영향이 자연스럽게 줄어듭니다.

@Scheduled(cron = "0 50 23 * * *") // 매일 23:50
public void carryOverScore() {
    String todayKey = getDailyKey();
    String tomorrowKey = "ranking:daily:" + LocalDate.now().plusDays(1)
        .format(DateTimeFormatter.BASIC_ISO_DATE);

    // 오늘 TOP 50의 점수를 10%만 내일로 이월
    Set<TypedTuple<String>> topProducts = redisTemplate.opsForZSet()
        .reverseRangeWithScores(todayKey, 0, 49);

    if (topProducts != null) {
        for (TypedTuple<String> tuple : topProducts) {
            // 이미 오늘 활동이 있는 상품은 이월 점수로 덮어쓰지 않습니다 (멱등성 보장)
            Double existingScore = redisTemplate.opsForZSet().score(tomorrowKey, tuple.getValue());
            if (existingScore != null) {
                continue;
            }
            double carryOverScore = tuple.getScore() * 0.1;
            redisTemplate.opsForZSet().add(
                tomorrowKey,
                tuple.getValue(),
                carryOverScore
            );
        }
    }

    // TTL 설정: 48시간 (여유롭게)
    redisTemplate.expire(tomorrowKey, Duration.ofHours(48));
}

23:50에 실행해서 자정 전에 내일 키를 미리 준비합니다. 자정이 되면 이월된 점수로 시작하고, 실제 활동이 쌓이면서 이월 점수의 비중이 줄어듭니다.

멱등성 보장

스케줄러가 여러 번 실행되더라도 결과가 동일해야 합니다. ZADD의 NX 옵션을 사용하면 이미 존재하는 멤버는 업데이트하지 않습니다.

// 이미 이월이 완료된 상품은 덮어쓰지 않는다
redisTemplate.opsForZSet().addIfAbsent(
    tomorrowKey,
    tuple.getValue(),
    carryOverScore
);

이 방식은 “아직 오늘 활동이 없는 신규 상품만 이월 점수로 초기화”하는 의미입니다. 오늘 이미 활동이 있었다면 이월 점수는 무시됩니다.

TTL 전략

키 관리를 자동화합니다.

public void recordView(Long productId) {
    String key = getDailyKey();
    redisTemplate.opsForZSet().incrementScore(key, String.valueOf(productId), VIEW_WEIGHT);

    // 키 첫 생성 시 TTL 설정 (48시간)
    if (redisTemplate.getExpire(key) == -1) {
        redisTemplate.expire(key, Duration.ofHours(48));
    }
}

TTL을 48시간으로 설정하면 어제 키가 오늘 자정 이후에도 24시간 더 유지됩니다. 어제 랭킹 조회가 필요할 때 사용할 수 있습니다.

전체 흐름 정리

23:50 스케줄러 실행
  └── 오늘 TOP 50 조회
  └── 10% 점수로 내일 키에 ZADD (addIfAbsent)
  └── 내일 키 TTL 48시간 설정

00:00 날짜 변경
  └── getDailyKey()가 새로운 날짜 키 반환
  └── 이미 이월된 점수로 초기화된 상태

이후 활동 발생
  └── 조회: +0.1점
  └── 좋아요: +0.2점
  └── 주문: +0.7점
  └── 당일 활동이 쌓이면서 이월 점수의 영향 감소

정리

Redis ZSET은 랭킹 구현에 최적화된 자료구조입니다. ZINCRBY의 아토믹 연산 덕분에 동시성 처리가 자연스럽습니다.

콜드 스타트 문제는 실시간 랭킹 시스템의 숨겨진 함정입니다. 단순히 “자정에 초기화”가 아니라, 연속성 있는 랭킹을 위해 이월 전략이 필요합니다.

Score Carry-Over 방식의 장점입니다.

• 자정에 랭킹이 비지 않습니다
• 당일 활동이 없는 상품은 자연스럽게 순위가 낮아집니다
• 전날 인기 상품이 당일 초기에도 어느 정도 반영됩니다