몽고DB - Dirty Cache 문제 해결

MongoDB에서 Dirty Cache(더티 캐시) 문제는 일반적으로 데이터가 캐시에 남아 있는 동안 변경되었거나, 동기화되지 않아 최신 데이터를 반영하지 못하는 상황을 의미합니다. 이를 해결하기 위한 방법은 다음과 같습니다.

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1. Write Concern 설정 강화

MongoDB는 기본적으로 비동기적인 쓰기를 지원하는데, 데이터 일관성을 높이기 위해 Write Concern을 강화하면 Dirty Cache 문제를 줄일 수 있습니다.

db.collection.insertOne(
  { name: "John", age: 30 },
  { writeConcern: { w: "majority", j: true } }
);

• w: "majority": 다수의 노드에서 데이터가 반영될 때까지 대기
• j: true: 디스크에 커밋될 때까지 대기

2. Read Concern 설정 강화

Dirty Read를 방지하기 위해 Read Concern을 설정할 수 있습니다.

db.collection.findOne(
  { name: "John" },
  { readConcern: { level: "majority" } }
);

• local: 기본값, 가장 빠르지만 Dirty Read 가능
• majority: 다수의 노드에서 확인된 데이터만 읽음
• linearizable: 가장 강력한 읽기 일관성 보장 (성능 저하 가능)

3. 캐시 무효화 전략 적용

1) TTL 인덱스 사용 : 특정 시간이 지나면 캐시 데이터를 자동으로 삭제하는 방법입니다.

db.collection.createIndex({ updatedAt: 1 }, { expireAfterSeconds: 60 });

2) 캐시 키 기반 무효화 : 데이터가 변경될 때 Redis나 메모리 캐시의 해당 키를 삭제하는 방식입니다.

redis.del("user:1234"); // 데이터 변경 시 캐시 삭제

3) Versioning 적용 : 문서에 버전 필드를 추가하여 최신 버전을 유지할 수 있습니다.

db.collection.updateOne(
  { _id: ObjectId("...") },
  { $set: { data: "new value", version: 2 } }
);

4) Secondary Read 문제 해결
 - Replica Set 환경에서 secondary 노드를 읽을 때 데이터 동기화가 지연될 수 있습니다.
 - 이 경우 readPreference를 조정하면 해결할 수 있습니다.

db.collection.find().readPref("primaryPreferred");

• primary: 기본 노드에서만 읽음 (가장 강력한 일관성)
• primaryPreferred: 기본 노드가 사용 가능하면 기본 노드에서 읽고, 그렇지 않으면 Secondary 사용
• secondary: Secondary 노드에서만 읽음 (더티 캐시 가능성 있음)

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분산 캐시 시스템 활용

MongoDB 단독 캐시보다는 Redis, Memcached 같은 별도 캐시 시스템을 활용하여 데이터 일관성을 유지하는 방법도 있습니다.
  • 데이터가 변경되면 MongoDB + Redis 모두 업데이트 또는 삭제
  • Write-Through 캐시 패턴 적용: 데이터를 업데이트하면 먼저 캐시에 반영 후 MongoDB 업데이트
  • Cache Aside 패턴 적용: 캐시 데이터가 없을 경우만 DB에서 조회 후 캐시에 저장

트랜잭션 사용 (멀티 문서 작업)

MongoDB는 단일 문서 내 원자성을 보장하지만, 다중 문서 변경 시 Dirty Cache 문제가 발생할 수 있습니다.
이를 방지하려면 트랜잭션을 사용해야 합니다.

const session = db.getMongo().startSession();
session.startTransaction();

try {
  session.getDatabase("mydb").collection("users").updateOne(
    { _id: ObjectId("...") },
    { $set: { name: "Updated User" } }
  );

  session.commitTransaction();
} catch (error) {
  session.abortTransaction();
}