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[JPA] 영속성 컨텍스트란

2023-11-22
devFancy
JPA

이 글은 [자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편] 강의를 듣고 정리한 내용입니다.

영속성 컨텍스트란

  • JPA를 사용하면, 일반적으로 엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저에 대해 이해를 해야 한다.

  • 웹 애플리케이션을 개발하면서 고객으로부터 요청이 오면, 엔티티 매니저 팩토리를 통해 엔티티 매니저를 생성한다.

  • 엔티티 매니저는 데이터베이스 커넥션 풀을 사용해서 DB를 사용하게 된다.

    영속성 컨텍스트란 엔티티를 영구 저장하는 환경이라는 뜻을 가진 논리적인 개념으로 어플리케이션과 DB 사이에서 객체를 보관하는 가상의 DB같은 역할을 한다.

    즉, 애플리케이션에서 DB에 저장하기 전에 사용을 하는 임시 저장 공간이라고 이해를 하면 편할 것이다.

    • EntityManager.persist(entity);

  • 엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근한다.

    • 엔티티 매니저(Entity Manager)란 영속성 컨텍스트에 접근하여 엔티티에 대한 데이터베이스 작업을 제공하는 것을 의미한다.

    • 엔티티 매니저(Entity Manager)는 엔티티를 저장하고, 수정하고, 삭제하고 조회하는 등 엔티티와 관련된 모든 일을 처리한다.

  • 영속성 컨텍스트를 통해 데이터의 상태 변화를 감지하고 필요한 쿼리를 자동으로 수행한다.

엔티티의 생명 주기

  • 엔티티의 생명 주기는 아래와 같이 4가지로 구성되어 있다.
  1. 비영속(new/transient) : 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태
  2. 영속(managed) : 영속성 컨텍스트에 관리되는 상태
  3. 준영속(detached) : 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
  4. 삭제(removed) : 삭제된 상태

비영속

  • 아래와 같이 Member 객체만 생성만 한 상태 ⇒ JPA와 전혀 관계가 없는 새로운 상태를 비영속 상태라고 한다.

영속

  • 아래와 같이 Member 객체를 생성한 다음에, 엔티티 매니저를 얻어와서 Member 객체를 저장하면 영속성 컨텍스트에 관리되는 상태를 영속 상태라고 한다.

  • 아래의 java 코드로 비영속 상태와 영속 상태를 구분할 수 있다.
import javax.persistence.Persistence;
import javax.persistence.EntityManagerFactory;
import javax.persistence.EntityTransaction;

public class JpaMain {
    public static void main(String[] args) {
        EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("hello");
        EntityManager em = emf.createEntityManager();

        EntityTransaction tx = em.getTransaction();
        tx.begin()

        try {
            // 비영속
            Member member = new Member();
            member.setId(100L);
            member.setName("HelloJPA");

            // 영속
            em.persist(member);

            tx.commit();
        } catch (Exception e) {
            tx.rollback();
        } finally {
            ex.close();
        }
    }
}

준영속, 삭제

  • Member 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리한 상태를 준영속 상태라고 한다.

    • 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리(detached)되어 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용하지 못한다.

  • 준영속 상태로 만드는 방법

    • em.detach(entity) : 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환

    • em.clear() : 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화

    • em.close() : 영속성 컨텍스트를 종료

  • 객체를 삭제한 상태를 삭제라고 하며, 코드에서는 em.remove(member);를 의미한다.

//삭제 대상 엔티티 조회
Member memberA = em.find(Member.class, “memberA");

em.remove(memberA); //엔티티 삭제

영속성 컨텍스트의 이점

1차 캐시

  • 영속성 컨텍스트 내부에는 엔티티 인스턴스를 캐싱하는 1차 캐시 가 있다.

  • 일반적으로 트랜잭션 내에서 유효한 생명주기를 갖는다.

  • member를 영속하면, member1과 member라는 엔티티 클래스를 1차 캐시에 저장한다.

  • 그런 다음, 영속성 컨택스트에서 member1를 조회하면, JPA는 DB가 아닌 1차 캐시에 저장된 값을 가져온다.

  • 그런데 만약 member2를 조회할 때, 1차 캐시에 없다면, DB를 조회한다. 그런 다음에 해당 값을 1차 캐시에 저장하고 값을 반환한다.

  • 사실, 엔티티 매니저라는 건 데이터베이스 트랜잭션이 끝날 때 종료된다. ⇒ 비즈니스가 끝나면, 해당 엔티티 매니저가 사라져버린다.

  • 차 캐시라는건 데이터베이스 하나의 트랜잭션 안에서만 효과가 있기 때문에 성능에 대한 장점은 없다.

동일성 보장

  • 영속성 컨텍스트는 영속성 컨텍스트 안에서 영속 엔티티들의 동일성을 보장한다.

  • 따라서 같은 식별자를 통해 1차 캐시에서 얻은 엔티티 인스턴스는 == 연산을 통해 동일성을 보장한다.

Member a = em.find(Member.class, "member1");
Member b = em.find(Member.class, "member1");

System.out.println(a == b); //동일성 비교 true

  • JPA가 영속 엔티티의 동일성을 보장한다. 마치 자바 컬렉션에서 똑같은 레퍼런스 객체를 꺼내오는 것과 같다. 1차 캐시가 있기 때문에 가능한 것이다.

  • 같은 트랜잭션 안에서 비교할 때에만 동일하다는 것이다.

트랜잭션 쓰기 지연

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();//엔티티 매니저는 데이터 변경시 트랜잭션을 시작해야 한다.
transaction.begin(); // [트랜잭션] 시작

em.persist(memberA); // 1
em.persist(memberB); // 2
//여기까지 INSERT SQL을 데이터베이스에 보내지 않는다.

//커밋하는 순간 데이터베이스에 INSERT SQL을 보낸다.
transaction.commit(); // 3 [트랜잭션] 커밋
  • 위에 작성한 자바 코드에서 1->2->3 순서대로 세부 과정에 대해 알아보자.

em.persist(memberA);

  • [1] em.persist(memberA);을 통해 memberA가 1차 캐시에 들어간다.(집어 넣는다)

  • [2] 그러면서 동시에 JPA가 이 엔티티를 분석해서 INSERT SQL 쿼리를 생성한다.

  • [3] 그래서 쓰기 지연 SQL 저장소에 쌓아둔다.

em.persist(memberB);

  • [4] 그런 다음에 em.persist(memberB); 을 하면, memberB도 1차 캐시에 들어간다.(집어 넣는다)

  • [5] 그리고 이때, INSERT SQL 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 차곡차곡 쌓아둔다.

transaction.commit();

  • [6] 그리고 transaction.commit(); 을 통해 커밋하는 순간 쓰기 지연 SQL 저장소에 있던 데이터들이 flush가 되면서, 데이터베이스에 INSERT SQL을 보낸다.

  • [7] 그리고 실제 데이터베이스가 commit 된다.

변경 감지

  • 변경 감지란 JPA를 사용하여 데이터를 수정하려면 Entity를 조회하여 조회된 Entity 데이터를 변경만 하면 데이터베이스에 자동으로 반영이 되도록 하는 기능이다.

  • [1] 데이터베이스에 커밋하면, 내부적으로 flush가 발생하고

  • [2] JPA가 엔티티하고 스냅샷을 비교한다.

    • 엔티티 인스턴스 값을 읽어온 그 시점의 최초 상태를 영속성 컨텍스트에 저장하는 데, 이를 스냅샷이라 부른다.

  • 만약 MemberA에 대한 데이터가 변경되면 쓰기 지연 SQL 저장소에 [3] UPDATE SQL 쿼리를 생성한다.

  • 그리고 [4] UPDATE SQL 쿼리를 flush를 통해 데이터베이스에 반영하고

  • [5] commit 하게 된다.

플러시

  • flush 란 영속성 컨텍스트의 변경내용을 데이터베이스에 반영하는 것을 말한다.

  • 플러시가 발생하면, 다음 3가지가 일어난다.

    • 변경 감지

    • 수정된 엔티티의 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록

    • 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송 (등록, 수정, 삭제 쿼리)

  • 영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법은 3가지가 있다.

    • em.flush() - 직접 호출 -> 쿼리가 DB에 반영되어 버린다.

    • 트랜잭션 커밋 - 플러시 자동 호출

    • JPQL 쿼리 실행 - 플러시 자동 호출

  • 플러시 모드 옵션은 기본적으로 AUTO(em.setFlushMode(FlushModeType.AUTO)로 사용된다. (거의 사용할 일은 없다)

    • FlushModeType.AUTO : 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러스 (기본값)

    • FlushModeType.COMMIT : 커밋할 때만 플러시

  • 정리하면, 플러시는

    영속성 컨텍스트를 비우지 않고, 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하고

    트랜잭션 커밋 직전에만 동기화하면 된다.

Reference

Back : [Dev] 함께 자라기 - 애자일로 가는 길

Next : [JPA] 엔티티 매핑

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