Feat/short code strategy

docker-compose.yml

@@ -24,6 +24,8 @@ services:
 
       DB_POOL_MAX_SIZE: ${DB_POOL_MAX_SIZE:-10}
 
+      SHORT_CODE_STRATEGY: ${SHORT_CODE_STRATEGY:-sequence}
+
     depends_on:
       mysql:
         condition: service_healthy

docs/04-experiment.md

@@ -448,7 +448,39 @@ DB Only보다 약 2.16배 높은 전체 평균 처리량과 낮은 p95를 기록
 
 ![Redis Stress Test](images/stress-redis.png)
 
-## 16. 실험 한계
+## 16. 단축 코드 생성 전략 비교
+
+Sequence ID + Base62 방식과 SHA-256 Hash + Base62 방식의
+단축 URL 생성 성능을 비교했다.
+
+두 방식 모두 Platform Thread, HikariCP 최대 커넥션 10개,
+20 VU, 1분 조건에서 측정했으며,
+실제 신규 생성 경로를 실행하기 위해 요청마다 서로 다른 URL을 사용했다.
+
+| 지표 | Sequence + Base62 | Hash + Base62 |
+|---|---:|---:|
+| 요청 수 | 97,495 | 77,933 |
+| RPS | 1,624.60 | 1,298.60 |
+| 평균 응답 시간 | 12.12ms | 15.18ms |
+| p95 | 22.23ms | 30.14ms |
+| 최대 응답 시간 | 254.82ms | 467.43ms |
+| 실패율 | 0% | 0% |
+
+이번 측정에서 Sequence 방식은 Hash 방식보다 RPS가 약 25.1% 높았고,
+평균 응답 시간과 p95도 더 낮았다.
+
+현재 구현에서 Sequence 방식은 `INSERT → ID 발급 → short_code UPDATE`를 수행한다.
+Hash 방식은 `중복 코드 조회 → SHA-256 계산 → INSERT`를 수행하며,
+저장 충돌 재시도를 위해 저장 트랜잭션을 분리했다.
+
+**로컬 단일 MySQL 환경에서는 충돌 검사와 재시도가 필요 없는
+Sequence + Base62 방식이 더 단순하고 높은 처리량을 보였다.
+따라서 현재 기본 생성 전략으로 Sequence 방식을 유지한다.**
+
+다만 전략별 한 번만 측정했으며,
+해시 연산과 DB 조회·트랜잭션 비용을 각각 분리해 측정하지는 않았다.
+
+## 17. 실험 한계
 
 - 로컬 Docker 환경에서 실행했다.
 - k6, 애플리케이션, MySQL, Redis가 같은 장비의 자원을 사용했다.
@@ -460,7 +492,7 @@ DB Only보다 약 2.16배 높은 전체 평균 처리량과 낮은 p95를 기록
 - Stress Test의 k6 최종 결과는 모든 VU 구간을 합산한 값이므로, 특정 VU 구간의 값은 Grafana 시계열을 통해 판단했다.
 - Redis Stress Test의 처리량 한계가 애플리케이션, Redis 또는 로컬 환경 중 어디에서 발생했는지는 추가로 분리하지 않았다.
 
-## 17. 후속 실험
+## 18. 후속 실험
 
 - [x] Redis Cache Aside 적용
 - [x] Redis 적용 전후 부하 테스트
@@ -469,8 +501,5 @@ DB Only보다 약 2.16배 높은 전체 평균 처리량과 낮은 p95를 기록
 - [x] Platform Thread와 Virtual Thread 비교
 - [x] HikariCP Pool 크기 비교
 - [x] 더 높은 VU로 Stress Test 수행
-- [ ] 조건별 3회 측정 후 중앙값 비교
-- [ ] 단축 코드 생성 전략 비교
-  - Sequence ID + Base62
-  - Hash + 충돌 처리
-  - 분산 ID + Base62
+- [x] Sequence ID + Base62와 Hash + 충돌 처리 비교
+- [ ] 분산 ID + Base62 비교

k6/create-load.js

@@ -0,0 +1,44 @@
+import http from 'k6/http';
+import { check } from 'k6';
+
+export const options = {
+    vus: Number(__ENV.VUS || 20),
+    duration: __ENV.DURATION || '1m',
+
+    thresholds: {
+        http_req_failed: ['rate<0.01'],
+        http_req_duration: ['p(95)<1000'],
+    },
+};
+
+const BASE_URL = __ENV.BASE_URL || 'http://localhost:8080';
+
+const RUN_ID = __ENV.RUN_ID || 'local';
+
+export default function () {
+    /*
+     * Hash 방식에서 같은 URL을 반복 요청하면
+     * 기존 코드를 반환하는 조회 경로가 실행된다.
+     *
+     * 실제 생성 성능을 비교하기 위해 요청마다
+     * 서로 다른 longUrl을 사용한다.
+     */
+    const longUrl = `https://example.com/${RUN_ID}/${__VU}/${__ITER}`;
+
+    const response = http.post(
+        `${BASE_URL}/api/v1/data/shorten`,
+        JSON.stringify({
+            longUrl: longUrl,
+        }),
+        {
+            headers: {
+                'Content-Type': 'application/json',
+            },
+        }
+    );
+
+    check(response, {
+        'shorten status is 2xx': (res) =>
+            res.status >= 200 && res.status < 300,
+    });
+}

results/short-code-generation/create-hash-20vu.json

@@ -0,0 +1,133 @@
+{
+    "metrics": {
+        "http_reqs": {
+            "count": 77933,
+            "rate": 1298.5955861946923
+        },
+        "http_req_sending": {
+            "avg": 0.02495120167322926,
+            "min": 0.006,
+            "med": 0.02,
+            "max": 41.789,
+            "p(90)": 0.032,
+            "p(95)": 0.038
+        },
+        "http_req_duration": {
+            "max": 467.427,
+            "p(90)": 23.289800000000003,
+            "p(95)": 30.137199999999954,
+            "avg": 15.17851957450626,
+            "min": 3.908,
+            "med": 12.146,
+            "thresholds": {
+                "p(95)<1000": false
+            }
+        },
+        "http_req_failed": {
+            "passes": 0,
+            "fails": 77933,
+            "thresholds": {
+                "rate<0.01": false
+            },
+            "value": 0
+        },
+        "iteration_duration": {
+            "avg": 15.378397084457212,
+            "min": 4.021083,
+            "med": 12.337708,
+            "max": 467.778625,
+            "p(90)": 23.507333600000003,
+            "p(95)": 30.383824999999963
+        },
+        "http_req_connecting": {
+            "max": 6.642,
+            "p(90)": 0,
+            "p(95)": 0,
+            "avg": 0.011304902929439387,
+            "min": 0,
+            "med": 0
+        },
+        "iterations": {
+            "count": 77933,
+            "rate": 1298.5955861946923
+        },
+        "data_received": {
+            "count": 14899795,
+            "rate": 248274.90308605786
+        },
+        "vus_max": {
+            "min": 20,
+            "max": 20,
+            "value": 20
+        },
+        "http_req_waiting": {
+            "p(95)": 29.860799999999987,
+            "avg": 15.011057921547803,
+            "min": 3.855,
+            "med": 12.011,
+            "max": 467.278,
+            "p(90)": 23.088
+        },
+        "vus": {
+            "min": 20,
+            "max": 20,
+            "value": 20
+        },
+        "http_req_receiving": {
+            "avg": 0.14251045128507617,
+            "min": 0.013,
+            "med": 0.066,
+            "max": 110.449,
+            "p(90)": 0.261,
+            "p(95)": 0.454
+        },
+        "checks": {
+            "passes": 77933,
+            "fails": 0,
+            "value": 1
+        },
+        "data_sent": {
+            "count": 15451387,
+            "rate": 257466.06647743637
+        },
+        "http_req_tls_handshaking": {
+            "max": 0,
+            "p(90)": 0,
+            "p(95)": 0,
+            "avg": 0,
+            "min": 0,
+            "med": 0
+        },
+        "http_req_duration{expected_response:true}": {
+            "avg": 15.17851957450626,
+            "min": 3.908,
+            "med": 12.146,
+            "max": 467.427,
+            "p(90)": 23.289800000000003,
+            "p(95)": 30.137199999999954
+        },
+        "http_req_blocked": {
+            "p(95)": 0.008,
+            "avg": 0.018988143661864423,
+            "min": 0.001,
+            "med": 0.005,
+            "max": 9.821,
+            "p(90)": 0.007
+        }
+    },
+    "root_group": {
+        "name": "",
+        "path": "",
+        "id": "d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e",
+        "groups": {},
+        "checks": {
+                "shorten status is 2xx": {
+                    "name": "shorten status is 2xx",
+                    "path": "::shorten status is 2xx",
+                    "id": "9d3cc5a6164524f56dde377dfce89cb7",
+                    "passes": 77933,
+                    "fails": 0
+                }
+            }
+    }
+}

results/short-code-generation/create-sequence-20vu.json

@@ -0,0 +1,133 @@
+{
+    "root_group": {
+        "id": "d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e",
+        "groups": {},
+        "checks": {
+                "shorten status is 2xx": {
+                    "name": "shorten status is 2xx",
+                    "path": "::shorten status is 2xx",
+                    "id": "9d3cc5a6164524f56dde377dfce89cb7",
+                    "passes": 97495,
+                    "fails": 0
+                }
+            },
+        "name": "",
+        "path": ""
+    },
+    "metrics": {
+        "vus": {
+            "value": 20,
+            "min": 20,
+            "max": 20
+        },
+        "http_req_duration{expected_response:true}": {
+            "p(90)": 17.139,
+            "p(95)": 22.233500000000014,
+            "avg": 12.123366131596507,
+            "min": 3.792,
+            "med": 10.596,
+            "max": 254.824
+        },
+        "http_req_connecting": {
+            "avg": 0.010780368224011473,
+            "min": 0,
+            "med": 0,
+            "max": 6.77,
+            "p(90)": 0,
+            "p(95)": 0
+        },
+        "iteration_duration": {
+            "p(95)": 22.4492,
+            "avg": 12.292302568716453,
+            "min": 3.893917,
+            "med": 10.750541,
+            "max": 255.035792,
+            "p(90)": 17.335675200000008
+        },
+        "http_req_duration": {
+            "med": 10.596,
+            "max": 254.824,
+            "p(90)": 17.139,
+            "p(95)": 22.233500000000014,
+            "avg": 12.123366131596507,
+            "min": 3.792,
+            "thresholds": {
+                "p(95)<1000": false
+            }
+        },
+        "http_req_failed": {
+            "passes": 0,
+            "fails": 97495,
+            "thresholds": {
+                "rate<0.01": false
+            },
+            "value": 0
+        },
+        "http_reqs": {
+            "count": 97495,
+            "rate": 1624.5978934833338
+        },
+        "http_req_blocked": {
+            "med": 0.004,
+            "max": 9.566,
+            "p(90)": 0.007,
+            "p(95)": 0.008,
+            "avg": 0.017171649828190052,
+            "min": 0.001
+        },
+        "vus_max": {
+            "value": 20,
+            "min": 20,
+            "max": 20
+        },
+        "checks": {
+            "passes": 97495,
+            "fails": 0,
+            "value": 1
+        },
+        "http_req_receiving": {
+            "min": 0.013,
+            "med": 0.052,
+            "max": 24.353,
+            "p(90)": 0.196,
+            "p(95)": 0.354,
+            "avg": 0.10637411149289834
+        },
+        "http_req_tls_handshaking": {
+            "min": 0,
+            "med": 0,
+            "max": 0,
+            "p(90)": 0,
+            "p(95)": 0,
+            "avg": 0
+        },
+        "http_req_waiting": {
+            "p(95)": 22.03110000000002,
+            "avg": 11.996838001948772,
+            "min": 3.455,
+            "med": 10.489,
+            "max": 250.847,
+            "p(90)": 16.962600000000005
+        },
+        "http_req_sending": {
+            "p(95)": 0.033,
+            "avg": 0.020154018154776295,
+            "min": 0.005,
+            "med": 0.017,
+            "max": 5.25,
+            "p(90)": 0.027
+        },
+        "data_received": {
+            "count": 17852017,
+            "rate": 297475.24706527166
+        },
+        "iterations": {
+            "count": 97495,
+            "rate": 1624.5978934833338
+        },
+        "data_sent": {
+            "count": 19725426,
+            "rate": 328692.60503268254
+        }
+    }
+}