23. 실시간 랭킹 캐시와 원본 DB의 일관성 (C#)

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// [코드리뷰 문제] C++ - 실시간 랭킹 캐시와 원본 DB의 일관성
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// 시나리오 (동시성/메모리 · 서버-서버/서버-클라):
//   - 점수가 바뀔 때마다 권위 저장소(DB)에 기록하고, 실시간 조회를 빠르게 하려고
//     인메모리 정렬 캐시(랭킹)를 함께 유지한다(write-through).
//   - 캐시는 두 구조로 구성: scoreOf_(playerId -> 현재 점수)와
//     ranking_(정렬된 (점수, playerId) 집합; 상위 N 조회용).
//   - updateScore 는 여러 워커 스레드에서 같은/다른 플레이어에 대해 동시에 불린다.
//   - 캐시 미스(서버 재기동/축출)면 rebuildFromDb 로 DB를 읽어 캐시를 재구축한다.
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// 요구사항:
//   - 캐시의 점수/랭킹은 DB와 수렴해야 한다(영구 불일치 금지).
//   - 같은 플레이어에 대한 동시/순서 뒤바뀐 갱신에도 캐시에 "더 낮은(옛) 점수" 가
//     최종으로 남으면 안 된다(out-of-order 역전 금지).
//   - 랭킹 집합에서 한 플레이어는 항상 정확히 한 엔트리(중복/소실 금지).
//   - 재구축이 동시 갱신을 덮어써 유실시키면 안 된다.
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// 과제:
//   이 코드의 잠재적 문제를 모두 찾고, 왜/어떻게 캐시-DB 불일치·랭킹 중복/소실·순서 역전·
//   재구축 중 유실·동시 순회 문제가 동시 인터리빙으로 발생하는지 설명하고, 수정안과 더 나은
//   설계를 제시하라. (먼저 직접 리뷰를 적은 뒤 answer.md 와 대조할 것)
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#include <cstdint>
#include <set>
#include <unordered_map>
#include <utility>
#include <vector>

// DB 스텁: 권위 저장소(영속). 실제로는 원격/디스크.
struct ScoreDb {
    virtual void writeScore(int64_t playerId, int64_t score) = 0;
    virtual std::vector<std::pair<int64_t,int64_t>> loadAll() = 0;  // (playerId, score)
    virtual ~ScoreDb() = default;
};

class RankingCache {
public:
    explicit RankingCache(ScoreDb& db) : db_(db) {}

    // 점수 갱신: DB 기록 후 캐시 갱신 (여러 스레드 동시 호출)
    void updateScore(int64_t playerId, int64_t newScore) {
        // (A) DB 기록과 캐시 갱신의 순서/관계를 검토하라
        db_.writeScore(playerId, newScore);

        // (B) 옛 엔트리 제거 → 새 엔트리 삽입 절차를 검토하라
        auto it = scoreOf_.find(playerId);
        if (it != scoreOf_.end()) {
            ranking_.erase({ it->second, playerId });   // 옛 (점수,id) 제거
            it->second = newScore;
        } else {
            scoreOf_[playerId] = newScore;
        }
        ranking_.insert({ newScore, playerId });        // 새 (점수,id) 삽입
    }

    // 상위 N 조회 (조회 스레드)
    std::vector<int64_t> topN(int n) {
        std::vector<int64_t> out;
        // (C) 이 순회를 동시 갱신과 함께 검토하라
        for (auto rit = ranking_.rbegin(); rit != ranking_.rend() && (int)out.size() < n; ++rit)
            out.push_back(rit->second);
        return out;
    }

    // 캐시 미스 시 DB에서 전체 재구축
    void rebuildFromDb() {
        // (D) 이 재구축 절차를 동시 갱신과 함께 검토하라
        auto all = db_.loadAll();
        scoreOf_.clear();
        ranking_.clear();
        for (auto& [pid, sc] : all) {
            scoreOf_[pid] = sc;
            ranking_.insert({ sc, pid });
        }
    }

private:
    ScoreDb& db_;
    std::unordered_map<int64_t, int64_t> scoreOf_;       // playerId -> 점수
    std::set<std::pair<int64_t,int64_t>> ranking_;       // (점수, playerId) 오름차순
};