캐시 톺아보기 (2) — 쓰기 전략

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Write Strategies (쓰기 전략)

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Write Around

다이어그램의 흐름:

쓰기:

App ──1:WRITE──▶ DB (캐시를 거치지 않고 DB에 직접 기록)

읽기 (캐시에 있을 때):

App ──2:READ(exists)──▶ Cache ──▶ 반환

읽기 (캐시에 없을 때):

App ──3-1:READ FROM DB(not exist)──▶ DB App ◀─────────────────────────────── DB App ──3-2:UPDATE──▶ Cache (읽은 데이터만 캐시에 저장)

동작 원리:

1. 쓰기: DB에 직접 기록한다. 캐시에는 쓰지 않는다.
2. 읽기: 캐시에 있으면 반환, 없으면 DB에서 읽어온 후 캐시에 저장한다.

특징:

• 읽은 데이터만 캐시에 저장한다. 한 번 쓰고 거의 읽지 않는 데이터가 캐시 공간을 낭비하지 않는다.
• Cache-Aside, Read Through 전략과 결합하여 사용하는 것이 일반적이다.
• 쓰기 직후에는 캐시에 최신 데이터가 없으므로, 읽기 시 반드시 Miss가 발생한다 (stale 데이터 방지).
• 적합한 사례: 한 번 쓰고 가끔 읽는 경우 (로그, 이력 등)

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Write Back (Write Behind)

다이어그램의 흐름:

App ──1:WRITE to cache constantly──▶ Cache (모든 쓰기를 캐시에 먼저) Cache ──2:write to db once in a while──▶ DB (일정 시간/조건 후 배치로 DB 반영)

동작 원리:

1. 모든 쓰기 요청을 캐시에만 기록한다. 애플리케이션에는 즉시 완료를 반환한다.
2. 캐시가 일정 시간 또는 일정 조건 충족 시 변경 사항을 DB에 비동기로 일괄 반영(flush) 한다.

특징:

• 쓰기가 매우 많은 경우 유리하다. 매 쓰기마다 DB에 접근하지 않으므로 DB 쓰기 비용이 크게 감소한다.
• Read-Through와 결합하면, 최근 저장 및 액세스된 데이터를 항상 캐시에서 사용할 수 있다.
• 최대 위험: 캐시 장애 시 아직 DB에 반영되지 않은 데이터가 영구 소실된다.
• worst case: Cache-Aside + Write-Back을 Redis로 구성 시, Redis 노드 장애 = 데이터 유실
• 실제 사용 예: CPU의 Write-Back 캐시, OS의 Page Cache(dirty page flush), DB의 WAL 버퍼

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Write Through

다이어그램의 흐름:

App ──1:WRITE to cache──▶ Cache Cache ──2:write to db immediately──▶ DB (캐시 기록과 동시에 즉시 DB에도 반영)

동작 원리:

1. 쓰기 요청이 오면 캐시에 기록한다.
2. 캐시가 즉시 DB에도 동일하게 기록한다. 두 곳 모두 완료되어야 쓰기가 완료된다.

특징:

• 데이터 일관성(Coherence)을 보장한다. 캐시와 DB가 항상 동일한 데이터를 가진다.
• Read Through + Write Through를 함께 적용하면, 읽기 캐시 이점 + 데이터 일관성을 동시에 얻는다.
• 캐시 크기 == DB 크기 (모든 쓰기가 양쪽에 반영되므로)
• 쓰기 지연 증가: 캐시 + DB 양쪽에 쓰므로 Write Back 대비 느리다.
• Write Back과의 차이: Write Back은 “나중에 일괄 반영”, Write Through는 “즉시 동기 반영”

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전략 비교 요약

전략	읽기	쓰기	일관성	쓰기 성능	데이터 안전
Cache Aside	App→Cache→(Miss)→DB	App→DB (직접)	TTL/Invalidation	-	높음
Read Through	App→Cache→(Miss시 Cache가)→DB	-	TTL	-	높음
Write Around	-	App→DB (캐시 무시)	높음	보통	높음
Write Back	-	App→Cache, 나중에 DB	낮음	매우 높음	낮음 (유실 위험)
Write Through	-	App→Cache→즉시 DB	매우 높음	낮음	높음

실무에서는 단일 전략을 쓰지 않고, Read 전략 + Write 전략을 조합한다. 예: Cache Aside + Write Around (가장 보편적), Read Through + Write Through (일관성 중시)