[JPA] 영속성 관리, 영속성 컨텍스트

현다야

|2024. 5. 3. 21:31

웹 어플리케이션에 엔티티매니저 팩토리는 하나만 만들고, 요청이 들어올때마다 엔티티 매니저를 생성한다. 그리고 DB 내부적으로 connectionPool을 사용한다.

영속성 컨텍스트(Persistence Context) ?

영속성 컨텍스트란 "엔티티를 영구 저장하는 환경"이라는 뜻이다. 엔티티 매니저로 엔티티를 저장하거나 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리한다.

EntityManager.persist(entity);

사실 위 코드는 DB에 엔티티를 저장한다기 보다는 영속성 컨텍스트를 통해 엔티티를 영속화 한다는 의미이다. ( 즉, 영속성 컨텍스트에 저장 한다는 의미이다. )

영속성 컨텍스트는 논리적인 개념이며, 눈에 보이지 않는다. 엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근한다.

엔티티의 생명주기

엔티티에는 4가지 상태가 존재한다.

비영속 ( new/transient ) : 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태
영속 ( managed ) : 영속성 컨텍스트에 관리 되는 상태 // persist 하고 나면 영속 상태가 된다.
준영속 ( detached ) : 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
삭제 ( removed ) : 삭제된 상태

비영속

엔티티 객체를 생성하면, 이는 순수한 객체 상태이며 아직 저장하지 않았기 때문에 영속성 컨텍스트와 관련이 없다. 이를 비영속 상태라고 한다.

//EntityManager.persist(member)를 호출하기 전, 비영속 상태이다.
            Member member = new Member();
            member.setId(100L);
            member.setName("HelloJPA");

영속

엔티티 매니저를 통해 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한다. 영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티를 영속 상태라고 한다. 결국 영속 상태라는 것은 영속성 컨텍스트에 의해 관리된다는 뜻이다. 그리고 EntityManager.find()나 JPQL을 사용해서 조회한 엔티티도 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태이다.

//객체를 생성한 상태 (비영속)
Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername(“회원1”);

EntityManager em = emf.createEntityManager();
em.getTransaction().begin();

//객체를 저장한 상태 (영속 상태)
em.persist(member);

준영속

영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으면 준영속 상태가 된다.

엔티티를 준영속 상태로 만드려면, 엔티티 매니저의 detach() 메서드를 호출하면 된다. 아니면 엔티티 매니저의 close() 메서드를 호출해서 영속성 컨텍스트를 완전히 닫아버리는 방법도 있다. 아니면 clear()를 호출해서 영속성 컨텍스트를 초기화 하는 방법도 있다.

삭제

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제한다.

EntityManager.remove(member); //객체를 삭제한 상태 (삭제)

영속성 컨텍스트의 특징

영속성 컨텍스트와 식별자 값

영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값(@Id로 테이블의 기본 키와 매핑한 값)으로 구분한다. 따라서 영속상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다. 식별자 값이 없다면 예외가 발생한다.

영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장

영속성 컨텍스트에 엔티티를 저장하면 바로 데이터 베이스에 저장되는 것이 아니다. 보통은 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영하는데 이것을 플러시(flush)라고 한다.

영속성 컨텍스트의 이점 -> 애플리케이션과 DB 사이에 중간 계층이 하나 있는 것과 같다.

1차 캐시
동일성 보장
트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
변경 감지 (Dirty Checking)
지연 로딩 (Lazy Loading)

엔티티 조회, 1차 캐시

영속성 컨텍스트는 내부에 1차 캐시라는 것이 존재한다. 영속상태의 엔티티는 모두 1차 캐시에 저장된다. DB의 PK값을 @Id로, Entity 객체 값을 Map 형태로 1차 캐시에 저장하고 있는 것이다. 아래 코드를 실행하면, 1차 캐시에 아래와 같이 저장되게 된다.

//엔티티를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");
//엔티티를 영속, 1차 캐시에 저장됨
em.persist(member);

그리고 추후에 해당 객체를 찾게 된다면, JPA는 DB에서 값을 찾아오는 것이 아니라, 1차 캐시에서 값을 찾아온다.

//1차 캐시에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, "member1");

만약, 1차 캐시에 찾는 값이 없다면?

Member findMember2 = em.find(Member.class, "member2");

엔티티 매니저는 데이터 베이스를 조회해서 엔티티를 생성한다. 그리고 이를 바로 반환하는 것이 아니라, 1차 캐시에 저장하고 영속 상태의 엔티티를 반환한다. 따라서 이후에 또 member2 엔티티를 조회한다면, 1차 캐시에서 바로 불러올 수 있다.

그러나 데이터 베이스 하나의 트랜잭션에서만 이점을 얻을 수 있기에 사실 이 기능은 큰 도움이 되지 않는다. 왜냐하면 엔티티 매니저는 하나의 요청 단위로 생성하게 되며, 요청이 끝나면 엔티티 매니저를 지우게 된다. 엔티티 매니저를 지우게 되면 해당 영속성 컨텍스트도 지워지기 때문에 큰 도움이 되지 않는 것이다.

import jakarta.persistence.*;

import java.util.List;

public class JpaMain {

    public static void main(String[] args) {

        //factory는 애플리케이션 로딩 시점에 딱 한번 만들어야 됨.
        EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("hello"); //persistence-unit에서 지정함 이름을 넘긴다.
        EntityManager em = emf.createEntityManager(); //엔티티 매니저 하나 받음 ( 마치 자바 컬렉션이라고 생각 ( 내 객체를 대신 저장해주는 ))
        //code
        EntityTransaction tx = em.getTransaction();
        tx.begin();
        try {

            Member findMember1 = em.find(Member.class, 100L);
            Member findMember2 = em.find(Member.class, 100L);

            tx.commit();//트랜잭션 커밋 시, 쿼리가 날라가게 된다.
        } catch (Exception e) {
            tx.rollback();
        } finally {
            em.close();
        }
        emf.close();
    }
}

이 경우에도, 새로운 영속성 컨텍스트가 만들어졌기 때문에 첫번째 find 호출 시, findMember1의 경우 1차 캐시에 값이 없기 때문에 DB에서 값을 찾아오게 된다. 따라서 select 쿼리가 나가게 되고, 찾아온 값을 1차 캐시에 저장후 반환하게 된다.

이후부터는 똑같은 값을 조회할 경우, 1차 캐시에 등록되어 있기 때문에 select 쿼리가 나가지 않는다.

영속 엔티티의 동일성 보장

동일성이란, 두 객체의 인스턴스가 같은 것 즉, 참조값이 같음을 의미한다. em.find(Member.class, "member1")를 아무리 반복해서 호출해도 JPA는 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환한다. 따라서 a와 b는 같은 인스턴스이고 결과는 당연히 true를 반환한다. 따라서 영속성 컨텍스트는 엔티티의 동일성을 보장한다.

1차 캐시로 반복가능한 읽기(REPEATABLE READ) 등급의 트랜잭션 격리 수준을 데이터베이스가 아닌 애플리케이션 차원에서 제공한다는 장점이 있다. ( 단, 같은 트랜잭션 안에서 실행시 ) -> 트랜잭션 레벨이 Read Commited 여도 1차 캐시를 이용해 Repeatable read 등급의 이점을 챙길 수 있다. 트랜잭션 격리 수준에 대해 알아보면 좋을 것 같다..

엔티티 등록 - 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 전까지 데이터베이스에 엔티티를 저장하지 않고내부 쿼리 저장소에 INSERT SQL을 차곡차곡 모아둔다. 그리고 트랜잭션을 커밋할때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보내는데 이것을 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이라 한다. -> 쿼리를 커밋하는 시점에 한번에 날리는 것을 의미한다.

우선 회원 A를 영속화한 후, 영속성 컨텍스트는 1차 캐시에 회원 엔티티를 저장하면서 동시에 회원 엔티티 정보로 등록 쿼리를 만든다. 그리고 만들어진 등록 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 보관한다.

그 다음으로는 회원 B를 영속화한 후, 마찬가지로 회원 엔티티 정보로 등록 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 보관한다. 현재 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록 쿼리가 2건 저장된 것이다.

트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저는 우선 영속성 컨텍스트를 플러시한다. 플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업이다. 이때 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 데이터베이스에 반영한다.

쓰기 지연 SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터 베이스에 보내는 것이다. 이렇게 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한 후에 실제 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다.

변경 감지 ( Dirty Checking )

Jpa는 따로 수정을 위한 메서드가 존재하지 않는다. 그냥 엔티티를 수정하면 된다. (set 메서드 등을 이용해서.. ) 그리고 이것을 변경 감지(Dirty Checking)이라고 한다.

JPA는 트랜잭션을 커밋하는 시점에 내부적으로 flush를 호출하게 된다. flush를 호출하게 되면 엔티티와 스냅샷을 비교하게 된다. 1차 캐시에 스냅샷이라는 것도 있다. ( 값을 읽어온 최초 시점에 그 상태를 스냅샷 떠논 것이다. ) 값을 비교해서 수정된게 있다면, SQL을 만들어서 지연 저장소에 저장해두게 된다. 그리고 그것을 데이터베이스에 쿼리를 날려서 변경하고 최종적으로 커밋을 호출하게 된다.

플러시

영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영하는 것을 말한다. ( 영속성 컨텍스트의 쿼리들을 DB에 날리는 것을 의미한다. ) 보통 데이터베이스 커밋이 일어나게 되면, 플러시가 실행된다.

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법

1. em.flush() //직접 호출
2. 트랜잭션 커밋 //플러시 자동 호출된다.
3. JPQL 쿼리 실행 //플러시 자동 호출

import jakarta.persistence.*;

import java.util.List;

public class JpaMain {

    public static void main(String[] args) {

        //factory는 애플리케이션 로딩 시점에 딱 한번 만들어야 됨.
        EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("hello"); //persistence-unit에서 지정함 이름을 넘긴다.
        EntityManager em = emf.createEntityManager(); //엔티티 매니저 하나 받음 ( 마치 자바 컬렉션이라고 생각 ( 내 객체를 대신 저장해주는 ))
        //code
        EntityTransaction tx = em.getTransaction();
        tx.begin();
        try {
            //영속
            Member member = new Member(200L, "member200");
            em.persist(member);

            em.flush(); //플러시 강제 호출

            System.out.println(" ==================== ");
            tx.commit();//트랜잭션 커밋 시, 쿼리가 날라가게 된다.
        } catch (Exception e) {
            tx.rollback();
        } finally {
            em.close();
        }
        emf.close();
    }
}

이렇게 하게 된다면 강제로 플러시를 호출하게 된다. 이 경우 커밋 시점시 쿼리를 날리는게 아니라 ====== 전에 쿼리가 날라가게 됨을 콘솔창에서 확인할 수 있다.

1차 캐시에서 조회

플러시를 호출하게 되면, 플러시에 있는 내용들이 사라질까? 아니다. 지연 저장소에 있는 쿼리문들이 날라가는 것이다.

저작자표시 비영리 변경금지

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