[feature/#86] k6 부하테스트 스크립트 작성

loadtest/README.md

@@ -0,0 +1,46 @@
+# 부하테스트 (k6)
+
+수강신청 시스템의 한계 처리량과 정원 정합성을 측정한다.
+
+## 사전 조건
+1. 앱이 **loadtest 프로파일**로 떠 있어야 함 (userId 헤더 인증)
+   - EC2 `.env`에 `SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod,loadtest` 설정 후 재배포
+2. 시드 데이터 생성됨 (회원 user1~user2500, 과목 SUBJ001~SUBJ030)
+3. k6 설치 (`k6 version`)
+4. ⚠️ 정확한 측정은 **같은 리전(ap-northeast-2)의 부하생성용 EC2**에서 실행 (로컬은 대역폭 왜곡)
+
+## 시나리오
+
+### 1. 처리량 baseline (`throughput-baseline.js`)
+30과목에 분산, VU 100→500→1000→2000 램프 → 한계 처리량(무릎) 탐색
+```bash
+k6 run -e BASE_URL=http://<EC2-IP> loadtest/throughput-baseline.js
+```
+
+### 2. 동시성 경합 (`capacity-contention.js`)
+인기과목에 집중 → 정원 초과/중복 차단 검증. 핫과목 1개/2개 각각 실행.
+```bash
+# 핫과목 1개 (최대 경합)
+k6 run -e BASE_URL=http://<EC2-IP> -e HOT_SUBJECTS=1 -e VUS=300 loadtest/capacity-contention.js
+# 핫과목 2개
+k6 run -e BASE_URL=http://<EC2-IP> -e HOT_SUBJECTS=2 -e VUS=300 loadtest/capacity-contention.js
+```
+> 경합 테스트는 **매 실행 전 DB를 깨끗한 상태**(destroy→apply)로 두어야 정원 검증이 정확함.
+
+## 측정 지표 (k6 외)
+부하 도는 동안 별도 터미널에서:
+```bash
+# CPU/메모리 (컨테이너별)
+ssh -i ~/.ssh/id_ed25519 ubuntu@<EC2-IP> "docker stats"
+
+# 스레드풀 / 커넥션풀 (1초마다 샘플링)
+while true; do
+  curl -s http://<EC2-IP>/actuator/prometheus | grep -E 'hikaricp_connections_active|tomcat_threads_busy|process_cpu_usage'
+  sleep 1
+done
+```
+
+## 검증 포인트 (경합 테스트 후)
+- `enroll_success` == `30 * HOT_SUBJECTS` (정원만큼만 성공)
+- 각 과목 `registeredNum <= limitedNum(30)` → **정원 초과 0**
+- 같은 유저 중복 성공 0

loadtest/capacity-contention.js

@@ -0,0 +1,71 @@
+// 동시성 경합 · 정원 정합성 테스트
+// 실제 상황: 인기 과목(꿀강) 쟁탈전 — 정원 30짜리에 수백 명이 같은 과목·같은 순간에 광클
+// 목적: 정원 초과 등록이 안 되는가 / 중복 신청이 차단되는가 (Redis Lua + DB 조건부 UPDATE 검증)
+//
+// 전제: 앱이 loadtest 프로파일로 떠 있어야 함
+// 실행(핫과목 1개): k6 run -e BASE_URL=http://<EC2-IP> -e HOT_SUBJECTS=1 -e VUS=300 loadtest/capacity-contention.js
+//     (핫과목 2개): k6 run -e BASE_URL=http://<EC2-IP> -e HOT_SUBJECTS=2 -e VUS=300 loadtest/capacity-contention.js
+// ⚠️ 매 실행 전 DB를 깨끗한 상태로 (destroy→apply) 두어야 정원 검증이 정확함.
+
+import http from 'k6/http';
+import { sleep } from 'k6';
+import { Counter } from 'k6/metrics';
+
+const BASE_URL = __ENV.BASE_URL || 'http://localhost';
+const HOT_SUBJECTS = parseInt(__ENV.HOT_SUBJECTS || '1'); // 경쟁 대상 과목 수 (1 또는 2)
+const VUS = parseInt(__ENV.VUS || '300');                 // 동시 신청 인원
+
+const enrollSuccess = new Counter('enroll_success'); // 정원 안에 들어 성공
+const capacityFull = new Counter('capacity_full');   // 정원 초과로 거절
+const otherReject = new Counter('other_reject');     // 그 외 거절
+
+export const options = {
+  scenarios: {
+    contention: {
+      executor: 'per-vu-iterations',
+      vus: VUS,
+      iterations: 1,       // 각 유저 1회 신청 → 동시 경합
+      maxDuration: '2m',
+    },
+  },
+};
+
+export default function () {
+  const userId = __VU;
+  const hot = ((__VU - 1) % HOT_SUBJECTS) + 1;       // 1..HOT_SUBJECTS 로 고르게 배정
+  const code = 'SUBJ' + ('00' + hot).slice(-3);
+
+  // 1) 대기열 진입
+  const apply = safeJson(http.post(`${BASE_URL}/courses/apply`, `code=${code}`, formHeaders(userId)));
+  if (!apply || apply.status !== 'WAITING') { classify(apply); return; }
+
+  // 2) 내 차례 폴링
+  let allowed = false;
+  for (let i = 0; i < 15; i++) {
+    const t = safeJson(http.get(`${BASE_URL}/courses/apply/try?code=${code}`, formHeaders(userId)));
+    if (t && t.status === 'ALLOWED') { allowed = true; break; }
+    if (t && t.status === 'FAIL') { classify(t); return; }
+    sleep(0.3);
+  }
+  if (!allowed) { otherReject.add(1); return; }
+
+  // 3) 최종 확정
+  const c = safeJson(http.post(`${BASE_URL}/courses/apply/confirm?code=${code}`, null, formHeaders(userId)));
+  if (c && c.status === 'SUCCESS') enrollSuccess.add(1);
+  else classify(c);
+}
+
+// 검증 포인트(실행 후 확인):
+//  - enroll_success == 30 * HOT_SUBJECTS  (정원만큼만 성공)
+//  - 각 과목 registeredNum <= limitedNum(30)  → 정원 초과 0
+//  - 같은 유저 중복 성공 0
+
+function classify(body) {
+  const msg = (body && body.message) ? String(body.message) : '';
+  if (msg.indexOf('정원') >= 0 || msg.toUpperCase().indexOf('CAPACITY') >= 0) capacityFull.add(1);
+  else otherReject.add(1);
+}
+function formHeaders(userId) {
+  return { headers: { userId: String(userId), 'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded' } };
+}
+function safeJson(res) { try { return res.json(); } catch (e) { return null; } }

loadtest/throughput-baseline.js

@@ -0,0 +1,77 @@
+// 처리량 baseline 테스트 (분산 부하)
+// 실제 상황: 수강신청 오픈 직후 전교생이 여러 과목에 동시 접속하는 정상 피크
+// 목적: 30과목에 부하를 분산시키며 VU를 올려 "시스템 한계 처리량(무릎 지점)"을 찾는다.
+//
+// 전제: 앱이 loadtest 프로파일로 떠 있어야 함 (userId 헤더 인증)
+// 실행: k6 run -e BASE_URL=http://<EC2-IP> loadtest/throughput-baseline.js
+
+import http from 'k6/http';
+import { sleep } from 'k6';
+import { Counter } from 'k6/metrics';
+
+const BASE_URL = __ENV.BASE_URL || 'http://localhost';
+const SUBJECT_COUNT = parseInt(__ENV.SUBJECT_COUNT || '30'); // 시드된 과목 수
+
+const enrollSuccess = new Counter('enroll_success');   // 최종 신청 성공
+const enrollRejected = new Counter('enroll_rejected'); // 비즈니스 거절(정원/중복/학점초과 등)
+
+export const options = {
+  scenarios: {
+    baseline: {
+      executor: 'ramping-vus',
+      startVUs: 0,
+      stages: [
+        { duration: '1m', target: 100 },
+        { duration: '2m', target: 500 },
+        { duration: '2m', target: 1000 },
+        { duration: '2m', target: 2000 }, // 목표 피크(4학년 코호트 가정)
+        { duration: '2m', target: 2000 }, // 피크 유지
+        { duration: '1m', target: 0 },
+      ],
+    },
+  },
+  thresholds: {
+    http_req_failed: ['rate<0.05'],    // HTTP 레벨 실패(5xx/네트워크) 5% 미만
+    http_req_duration: ['p(95)<2000'], // p95 2초 미만 (관찰 기준선)
+  },
+};
+
+export default function () {
+  const userId = __VU; // VU별 고정 userId (시드 user1~user2500)
+  const code = 'SUBJ' + ('00' + randomInt(1, SUBJECT_COUNT)).slice(-3);
+
+  // 1) 대기열 진입
+  const applyRes = http.post(`${BASE_URL}/courses/apply`, `code=${code}`, formHeaders(userId));
+  const apply = safeJson(applyRes);
+  if (!apply || apply.status !== 'WAITING') {
+    enrollRejected.add(1); // rate limit / 중복 / 검증 실패 등
+    sleep(randomInt(1, 3));
+    return;
+  }
+
+  // 2) 내 차례 폴링 (최대 10회)
+  let allowed = false;
+  for (let i = 0; i < 10; i++) {
+    const t = safeJson(http.get(`${BASE_URL}/courses/apply/try?code=${code}`, formHeaders(userId)));
+    if (t && t.status === 'ALLOWED') { allowed = true; break; }
+    if (t && t.status === 'FAIL') break;
+    sleep(0.5);
+  }
+
+  // 3) 최종 확정
+  if (allowed) {
+    const c = safeJson(http.post(`${BASE_URL}/courses/apply/confirm?code=${code}`, null, formHeaders(userId)));
+    if (c && c.status === 'SUCCESS') enrollSuccess.add(1);
+    else enrollRejected.add(1);
+  } else {
+    enrollRejected.add(1);
+  }
+
+  sleep(randomInt(1, 3)); // think time (rate limit 회피 + 현실성)
+}
+
+function formHeaders(userId) {
+  return { headers: { userId: String(userId), 'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded' } };
+}
+function randomInt(min, max) { return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min; }
+function safeJson(res) { try { return res.json(); } catch (e) { return null; } }