데이터를 저장할 때 단순히 파일에 저장해도 되는데, 데이터베이스에 저장하는 이유는 무엇일까? 여러가지 이유가 있지만, 가장 대표적인 이유는 바로 데이터베이스는 트랜잭션이라는 개념을 지원하기 때문이다.
5000원 계좌이체 상황
1. A의 잔고를 5000원 감소
2. B의 잔고를 5000원 증가
트랜잭션 ACID
트랜잭션은 원자성, 일관성, 지속성을 보장한다. 문제는 격리성인데 트랜잭션 간에 격리성을 완벽히 보장하려면 트랜잭션을 거의 순서대로 실행해야 한다. 이렇게 하면 동시 처리 성능이 매우 나빠진다. 이런 문제로 인해 ANSI 표준은 트랜잭션의 격리 수준을 4단계로 나누어 정의했다.
트랜잭션 격리 수준 - Isolation level
데이터베이스 연결 구조1
데이터베이스 연결 구조2
트랜잭션 사용법
commit
을 호출하고, 결과를 반영하고 싶지 않으면 롤백 명령어인 rollback
을 호출하면 된다.세션1 신규 데이터 추가
세션1 신규 데이터 추가 후 commit
commit
으로 새로운 데이터가 실제 데이터베이스에 반영된다. 데이터의 상태도 임시 완료로 변경되었다.세션1 신규 데이터 추가 후 rollback
commit
대신에 rollback
을 호출했다.rollback
을 호출하면 모두 트랜잭션을 시작하기 직전의 상태로 복구된다.예제에 사용되는 스키마
create table member (
member_id varchar(10),
money integer not null default 0,
primary key (member_id)
);
자동 커밋으로 설정하면 각각의 쿼리 실행 직후에 자동으로 커밋을 호출한다. 따라서 커밋이나 롤백을 직접 호출하지 않아도 되는 편리함이 있다. 하지만 쿼리를 하나하나 실행할 때 마다 자동으로 커밋이 되어버리기 때문에 우리가 원하는 트랜잭션 기능을 제대로 사용할 수 없다.
set autocommit false; //수동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data3',10000);
insert into member(member_id, money) values ('data4',10000);
commit; //수동 커밋
commit
, rollback
을 호출해야 한다.먼저 H2 데이터베이스 웹 콘솔 창을 2개 열어두자.
양쪽에 기본 데이터를 맞추겠다.
데이터 초기화 SQL
set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('oldId',10000);
세션1 신규 데이터 추가
set autocommit false; //수동 커밋 모드
insert into member(member_id, money) values ('newId1',10000);
insert into member(member_id, money) values ('newId2',10000);
세션1 신규 데이터 커밋 전
세션1 신규 데이터 커밋
똑같은 방식으로 초기화 하고 롤백 시
3가지 상황을 알아보자
기본 데이터 입력 - SQL
set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('memberA',10000);
insert into member(member_id, money) values ('memberB',10000);
계좌이체 실행
set autocommit false;
update member set money=10000 - 2000 where member_id = 'memberA';
update member set money=10000 + 2000 where member_id = 'memberB';
세션1 커밋 전
세션1 커밋 후
set autocommit false;
update member set money=10000 - 2000 where member_id = 'memberA'; //성공
update member set money=10000 + 2000 where member_iddd = 'memberB'; //쿼리 예외
발생
세션1 커밋 전
세션1 커밋 후
세션1 커밋 전
세션1 커밋 후
원자성: 트랜잭션 내에서 실행한 작업들은 마치 하나의 작업인 것처럼 모두 성공 하거나 모두 실패해야
한다.
트랜잭션 시작
따라서 이런 종류의 작업은 꼭 수동 커밋 모드를 사용해서 수동으로 커밋, 롤백 할 수 있도록 해야 한다. 보통 이렇게 자동 커밋 모드에서 수동 커밋 모드로 전환 하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 표현한다.
세션1이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안 아직 커밋을 수행하지 않았는데, 세션2에서 동시에 같은 데이터를 수정하게 되면 여러가지 문제가 발생한다. 바로 트랜잭션의 원자성이 깨지는 것이다. 여기에 더해서 세션1이 중간에 롤백을 하게 되면 세션2는 잘못된 데이터를 수정하는 문제가 발생한다.
이런 문제를 방지하려면, 세션이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안에는 커밋이나 롤백 전까지 다른 세션에서 해당 데이터를 수정할 수 없게 막아야 한다.
기본 데이터 입력 - SQL
set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('memberA',10000);
세션1 변경 및 락 획득
set autocommit false;
update member set money=500 where member_id = 'memberA';
세션2 락
SET LOCK_TIMEOUT 60000;
set autocommit false;
update member set money=1000 where member_id = 'memberA';
세션2 락 획득
세션2 커밋
일반적인 조회는 락을 사용하지 않는다.
조회와 락
select for update
구문을 사용하면 된다.예를 들어서 애플리케이션 로직에서
memberA
의 금액을 조회한 다음에 이 금액 정보로 애플리케이션에서 어떤 계산을 수행한다. 그런데 이 계산이 돈과 관련된 매우 중요한 계산이어서 계산을 완료할 때 까지memberA
의 금액을 다른곳에서 변경하면 안된다. 이럴 때 조회 시점에 락을 획득하면 된다.
세션1
set autocommit false;
select * from member where member_id='memberA' for update;
세션2
set autocommit false;
update member set money=500 where member_id = 'memberA';
세션1 커밋
새션2 커밋 전
세션2 커밋 후
먼저 트랜잭션 없이 단순하게 계좌이체 비즈니스 로직만 구현해보자.
MemberServiceV1
package com.example.jdbc.service;
import com.example.jdbc.domain.Member;
import com.example.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import java.sql.SQLException;
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV1 {
private final MemberRepositoryV1 memberRepository;
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
Member fromMember = memberRepository.findById(fromId);
Member toMember = memberRepository.findById(toId);
memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
validation(toMember);
memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
}
private void validation(Member toMember) {
if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
}
}
}
MemberServiceV1Test
package com.example.jdbc.service;
import com.example.jdbc.domain.Member;
import com.example.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
import java.sql.SQLException;
import static com.example.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;
class MemberServiceV1Test {
public static final String MEMBER_A = "memberA";
public static final String MEMBER_B = "memberB";
public static final String MEMBER_EX = "ex";
private MemberRepositoryV1 memberRepository;
private MemberServiceV1 memberService;
@BeforeEach
void before() {
DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
memberRepository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
memberService = new MemberServiceV1(memberRepository);
}
@AfterEach
void after() throws SQLException {
memberRepository.delete(MEMBER_A);
memberRepository.delete(MEMBER_B);
memberRepository.delete(MEMBER_EX);
}
@Test
@DisplayName("정상 이체")
void accountTransfer() throws SQLException {
//given
Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
memberRepository.save(memberA);
memberRepository.save(memberB);
//when
memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);
//then
Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());
assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
}
@Test
@DisplayName("이체중 예외 발생")
void accountTransferEx() throws SQLException {
//given
Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);
memberRepository.save(memberA);
memberRepository.save(memberEx);
//when
assertThatThrownBy(() ->
memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberEx.getMemberId(), 2000))
.isInstanceOf(IllegalStateException.class);
//then
Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
Member findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());
//memberA의 돈만 2000원 줄었고, ex의 돈은 10000원 그대로이다.
assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
}
}
이체중 예외 발생 - accountTransferEx()
given: 테스트 준비
when: 계좌이체 로직
memberA
-> memberEx
로 2000원 계좌이체 한다.memberA
의 금액이 2000원 감소한다.memberEx
회원의 ID는 ex
이므로 중간에 예외가 발생한다. private void validation(Member toMember) {
if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
}
then: 계좌이체는 실패한다. memberA
의 돈만 2000원 줄어든다.
memberA
8000원 - 2000원 감소memberB
10000원 - 중간에 실패로 로직이 수행되지 않았다. 따라서 그대로 10000원으로 남아있게 된다.정상이체 - accountTransfer()
memberService.accountTransfer()
를 실행한다.memberA
-2000원 memberB
+ 2000원memeberA
8000원 보유 memberB
12000원 보유비즈니스 로직과 트랜잭션
MemberRepositoryV2()
로직이 거의 비슷하기 때문에 다른점만 설명하면
con = getConnection()
코드가 있으면 안된다.MemberServiceV2
package com.example.jdbc.service;
import com.example.jdbc.domain.Member;
import com.example.jdbc.repository.MemberRepositoryV2;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV2 {
private final DataSource dataSource;
private final MemberRepositoryV2 memberRepository;
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
Connection con = dataSource.getConnection();
try {
con.setAutoCommit(false); //트랜잭션 시작
//비즈니스 로직
bizLogic(con, fromId, toId, money);
con.commit(); //성공시 커밋
} catch (Exception e) {
con.rollback(); //실패시 롤백
throw new IllegalStateException(e);
} finally {
release(con);
}
}
private void bizLogic(Connection con, String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
Member fromMember = memberRepository.findById(con, fromId);
Member toMember = memberRepository.findById(con, toId);
memberRepository.update(con, fromId, fromMember.getMoney() - money);
validation(toMember);
memberRepository.update(con, toId, toMember.getMoney() + money);
}
private void validation(Member toMember) {
if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
}
}
private void release(Connection con) {
if (con != null) {
try {
con.setAutoCommit(true); //커넥션 풀 고려
con.close();
} catch (Exception e) {
log.info("error", e);
}
}
}
}
Connection con = dataSource.getConnection();
: 커넥션이 필요하기 때문에con.setAutoCommit(false);
: 트랜잭션 시작set autocommit false
가 전달되고, 이후부터는 수동 커밋 모드로 동작한다. 이렇게 자동 커밋 모드를 수동 커밋 모드로 변경하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 보통 표현한다.bizLogic(con, fromId, toId, money);
memberRepository.update(con..)
: 비즈니스 로직을 보면 리포지토리를 호출할 때 커넥션을 전달하는 것을 확인할 수 있다.con.commit();
: 비즈니스 로직이 정상 수행되면 트랜잭션을 커밋한다.con.rollback();
: 실패 시 롤백한다.release(con);
: 커넥션 풀을 사용하면 con.close()
를 호출 했을 때 커넥션이 종료되는 것이 아니라 풀에 반납된다. 현재 수동 커밋 모드로 동작하기 때문에 풀에 돌려주기 전에 기본 값인 자동 커밋 모드로 변경하는 것이 안전하다.MemberServiceV2Test
package com.example.jdbc.service;
import com.example.jdbc.domain.Member;
import com.example.jdbc.repository.MemberRepositoryV2;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
import java.sql.SQLException;
import static com.example.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;
class MemberServiceV2Test {
private MemberRepositoryV2 memberRepository;
private MemberServiceV2 memberService;
@BeforeEach
void before() {
DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
memberRepository = new MemberRepositoryV2(dataSource);
memberService = new MemberServiceV2(dataSource, memberRepository);
}
@AfterEach
void after() throws SQLException {
memberRepository.delete("memberA");
memberRepository.delete("memberB");
memberRepository.delete("ex");
}
@Test
@DisplayName("정상 이체")
void accountTransfer() throws SQLException {
//given
Member memberA = new Member("memberA", 10000);
Member memberB = new Member("memberB", 10000);
memberRepository.save(memberA);
memberRepository.save(memberB);
//when
memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);
//then
Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());
assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
}
@Test
@DisplayName("이체중 예외 발생")
void accountTransferEx() throws SQLException {
//given
Member memberA = new Member("memberA", 10000);
Member memberEx = new Member("ex", 10000);
memberRepository.save(memberA);
memberRepository.save(memberEx);
//when
assertThatThrownBy(() ->
memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberEx.getMemberId(), 2000))
.isInstanceOf(IllegalStateException.class);
//then
Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
Member findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());
//memberA의 돈이 롤백 되어야함
assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(10000);
assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
}
}
이체중 예외 발생 - accountTransferEx()
memberService.accountTransfer()
를 실행memberA
의 금액 2000원 감소, memberEx
예외 발생 -> 예외 발생햇으니 트랜잭션 롤백memberA
의 money가 10000원으로 유지 memberB
중간 로직이 실행되지 않았으니 10000원이 남아있음트랜잭션 덕분에 계좌이체가 실패할 때 롤백을 수행해서 모든 데이터를 정상적으로 초기화 할 수 있게 되었다. 결과적으로 계좌이체를 수행하기 직전으로 돌아가게 된다.
참고
김영한: 스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리(인프런)
Github - https://github.com/b2b2004/Spring_DB