코인 거래소 마이크로서비스 아키텍처 개선 프로젝트

프로젝트 개요

기존 모놀리식 아키텍처로 구성된 코인 거래소 시스템을 마이크로서비스 아키텍처로 전환하여 확장성과 성능을 개선한 사례입니다. 초당 수만 건의 거래를 안정적으로 처리할 수 있는 시스템을 구축했습니다.

아키텍처

주요 개선 사항

1. 마이크로서비스 아키텍처 도입

• Gateway, 주문, 사용자, 매칭, 리시버, 체결, WebSocket 서버로 기능별 분리
• 각 서비스별 독립적 스케일링으로 부하 분산 및 가용성 향상

2. 체결 성능 개선

• 비관적 락, Redis 분산 락, Lua 스크립트 활용으로 트랜잭션 충돌 방지
• 미체결 수량 업데이트를 스케줄러 기반 주기적 동기화로 변경하여 Lock 경합 최소화

3. Kafka 기반 이벤트 드리븐 아키텍처

• HTTP 동기식 통신을 Kafka 비동기 메시징으로 대체
• 주문 및 코인별 파티션 분할로 대용량 주문 이벤트의 병렬 처리

4. 특화 데이터베이스 도입

• TimescaleDB: 차트 데이터 및 시계열 분석에 최적화
• Cassandra: 대용량 체결 데이터의 빠른 쓰기와 영구 보관
• Redis: 빠른 체결을 위한 미체결 데이터 캐싱 활용

5. 언어 및 프레임워크 개선

• Node.js에서 Java/Spring Boot로 전환
• 강타입 언어의 컴파일 타임 체크를 통한 데이터 안정성 확보

시스템디자인

env.properties 설정 방법

## 프로젝트 디렉토리로 이동
cd matching/src/main/resources/properties

DB_HOST=jdbc:mysql://localhost:3306/exchange
DB_NAME=default
DB_PASSWORD=1234

KAFKA_HOST=localhost
KAFKA_NAME=default
KAFKA_PASSWORD=1234

EUREKA_HOST=localhost
EUREKA_NAME=default
EUREKA_PASSWORD=1234

REDIS_HOST=localhost
REDIS_NAME=default
REDIS_PASSWORD=1234

CASSANDRA_HOST=localhost
CASSANDRA_NAME=default
CASSANDRA_PASSWORD=1234

Docker Compose 실행 방법

# docker 디렉토리로 이동
cd docker

# default compose 실행
docker compose -p default -f docker-compose.default.yml up -d
# 다른 compose 파일도 동일한 방법으로 실행가능

cdc 실행 방법

# cdc 디렉토리로 이동
cd cdc

# Debezium Connector 실행
java --add-exports java.base/jdk.internal.misc=ALL-UNNAMED \
--add-exports java.base/jdk.internal.ref=ALL-UNNAMED \
--add-exports java.base/sun.nio.ch=ALL-UNNAMED \
--add-exports java.management.rmi/com.sun.jmx.remote.internal.rmi=ALL-UNNAMED \
--add-exports java.rmi/sun.rmi.registry=ALL-UNNAMED \
--add-exports java.rmi/sun.rmi.server=ALL-UNNAMED \
--add-exports java.sql/java.sql=ALL-UNNAMED \
--add-opens java.base/java.lang.module=ALL-UNNAMED \
--add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED \
--add-opens java.base/jdk.internal.ref=ALL-UNNAMED \
--add-opens java.base/jdk.internal.reflect=ALL-UNNAMED \
--add-opens java.base/jdk.internal.math=ALL-UNNAMED \
--add-opens java.base/jdk.internal.module=ALL-UNNAMED \
--add-opens java.base/jdk.internal.util.jar=ALL-UNNAMED \
--add-opens=java.base/sun.nio.ch=ALL-UNNAMED \
--add-opens jdk.management/com.sun.management.internal=ALL-UNNAMED \
--add-opens=java.base/java.io=ALL-UNNAMED \
-jar debezium-connector-cassandra-5-3.1.1.Final-jar-with-dependencies.jar ./config.properties

redis 클러스터 구성 방법

# docker 디렉토리로 이동
cd docker

# redis compose 실행
docker compose -p redis -f docker-compose.redis.yml up -d

# localhost는 임시 주소이며 외부 접근 가능 IP로 설정이 필요 redis.conf의 cluster-announce-ip도 동일하게 설정필요
sudo docker exec -it redis-node1 redis-cli -a '비밀번호' --cluster create localhost:7001 localhost:7002 localhost:7003 --cluster-replicas 0

# 클러스터 등록이 잘못 되었을때 리셋
sudo docker exec -it redis-node1 redis-cli -a '비밀번호' -p 7001 CLUSTER RESET
sudo docker exec -it redis-node2 redis-cli -a '비밀번호' -p 7002 CLUSTER RESET
sudo docker exec -it redis-node3 redis-cli -a '비밀번호' -p 7003 CLUSTER RESET
sudo docker exec -it redis-node1 redis-cli -a '비밀번호' -p 7001 FLUSHALL
sudo docker exec -it redis-node2 redis-cli -a '비밀번호' -p 7002 FLUSHALL
sudo docker exec -it redis-node3 redis-cli -a '비밀번호' -p 7003 FLUSHALL

참고 자료

• 코인 거래소 프로세스 개선