3장. 영속성 관리

배유연·2023년 10월 12일
JPA

JPA 프로그래밍 정리

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1. 엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

엔티티 매니저 팩토리 : 생성하는 비용이 크기 때문에 애플리케이션 전체에 하나만 생성한다. 여러 스레드가 접근해도 안전하다.
엔티티 매니저 : 생성비용은 크지 않다. 단, 스레드 세이프 하지 않다.

EntityManager 는 데이터베이스 연결이 꼭 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않는다. 예를들어 트랜잭션을 시작할 때 커넥션을 획득한다.

// [엔터티 매니저 팩토리 생성] - 생성(비용이 크다.)
EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook");
// [엔터티 매니저] - 생성(비용이 크지않다.)
EntityManager em = emf.createEntityManager();

2. 영속성 컨텍스트란?

영속성 컨텍스트란?

  • 엔티티를 영구 저장하는 환경인데, 엔티티 매니저로 엔티티를 저장하거나 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관한다.
  • 영속성 컨텍스는 엔티티 메니저를 생성할 때 하나 만들어진다.

3. 엔티티의 생명주기

엔티티의 4가지 상태

  • 비영속(new/transient) : 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
  • 영속(managed) : 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
  • 준영속(detached) : 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
  • 삭제(removed) : 삭제된 상태

√ 비영속

엔티티 객체를 생성한다. 순수한 객체상태이다.

//객체를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId(id);
member.setUsername("아무개");
member.setAge(11);

√ 영속

엔티티 매니저를 통해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한 상태이다.
또한 em.find()나 JPQL을 사용해서 조회한 엔티티도 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속상태다.

//객체를 저장한 상태(영속)
em.persist(member);

√ 준영속

영속성 컨텍스크가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으면 준영속 상태가 된다.
em.detach(), em.close(), em.clear() 를 통해서 준영속상태로 만들 수 있다.

//객체를 영속성 컨텍스트에서 분리
em.detach(member);

√ 삭제

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제한다.

//객체를 삭제한 상태(삭제)
em.remove(member);

4. 영속성 컨텍스트의 특징 및 동작과정

영속성 컨텍스트의 특징

  • 영속성 컨텍스트와 식별자 값 : 영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값으로 구분한다.
  • 영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장 : JPA는 보통 커밋할 때 영속성컨텍스트에 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영한다. (flush)
  • 장점
    - 1차 캐시
    • 동일성 보장
    • 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
    • 변경 감지
    • 지연 로딩

✔ 엔티티 조회

1차 캐시란?
영속성 컨텍스트 내부에 있는 캐시이다. 영속상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장된다.
1차캐시는 Map으로 이루어져있고 키는 @Id로 매핑한 식별자고 값은 엔티티 인스턴스다.

//객체를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("아무개");
member.setAge(11);

em.persist(member);

위 코드로 1차 캐시에 회원엔터티를 저장한다. 아직 DB에는 저장되지 않은 상태다.
1차 캐시의 키는 식별자 값이다.

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

find()메소드의 첫번째 파라미터는 엔티티 클래스 타입이고, 두번째는 식별자 값이다.
find()호출 시 먼저 1차 캐시에서 엔티티를 찾고 없으면 DB에서 조회한다.

DB에서 조회할 때는?

ex)

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

member2 는 현재 1차 캐시에 존재하지 않는다. 이럴때는 엔티티 매니저가 DB에서 조회해서 엔티티를 생성한다. 그리고 1차 캐시에 저장한 후 영속 상태의 엔티티를 반환한다.

이제 부터는 member1, member2는 1차캐시에서 바로 불러오기 때문에, 성능상 이점을 누릴 수 있다.

영속 엔티티의 동일성 보장

Member memberA = em.find(Member.class, "member1");
Member memberB = em.find(Member.class, "member1");

if(memberA == memberB) return;

여기서 memberA와 memberB는 참일까?
당연히 참이다. 둘은 1차캐시에 있는 동일한 엔티티 인스턴스를 반환하기 때문이다.

동일성 : 실제 인스턴스가 같다. "=="
동등성 : 실제 인스턴스가 다를 수 있지만, 가지고 있는 값이 같다. "equals"

✔ 엔티티 등록

일단 코드를 먼저 보자.

 // [엔터티 매니저] - 생성
 EntityManager em = emf.createEntityManager();
 // [트랜잭션] - 획득
 EntityTransaction tx = em.getTransaction();
 tx.begin(); // 트랜잭션 시작
 em.persist(memberA);
 em.persist(memberB);
 //여기까지는 INSERT SQL을 데이터베이스에 보내지 않음.
 tx.commit(); //트랜잭션 커밋

쓰기지연이란?
트랜잭션 커밋 직전까지 데이터베이스에 저장하지 않고 내부쿼리저장소에 insert sql을 모아둔다. 커밋할 때 모아둔 쿼리를 DB에 보내는데, 이를 쓰기지연이라고 한다.


영속성 컨텐스트는 1차 캐시에 회원엔티티를 저장하면서 동시에 회원 엔티티 정보로 등록 쿼리를 만든다.
여기서 커밋을 하면?
커밋을 하면 우선 영속성 컨텍스트를 플러시한다. 플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업인데, 그 이후 커밋을 진행한다.
즉, 쿼리를 한꺼번에 commit 할 때 보내기 때문에 쓰기 지연이 가능하다.

✔ 엔티티 수정

SQL수정쿼리의 문제점

만약, MEMBER테이블에서 등급이라는 컬럼이 추가됐을 때, UPDATE쿼리문을 계속적으로 변경하고, 확인해야한다.
이런 개발방식의 문제점은 수정 쿼리가 많아지고, 비즈니스 로직을 분석하기 위해 SQL을 계속 확인해야한다.

변경감지

변경감지란? 엔티티의 변경사항을 자동으로 반영하는 기능을 말한다.
변경감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속상태의 엔티티에만 적용된다.

 // [엔터티 매니저] - 생성
 EntityManager em = emf.createEntityManager();
 // [트랜잭션] - 획득
 EntityTransaction tx = em.getTransaction();
 tx.begin(); // 트랜잭션 시작
 
 //영속 엔티티 조회
 Member memberA = em.find(Member.class, "memberA");
 
 //영속 엔티티 데이터 수정
 memberA.setUsername("hi");
 memberA.setAge(10);
 
 tx.commit(); //트랜잭션 커밋

JPA로 엔티티를 수정할 때는 단순히 엔티티를 조회해서 데이터만 변경하면 된다.

스냅샷이란? JPA는 위와 같이 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때, 최초 상태를 복사해서 저장해둔다.

위 과정을 분석해보면,

  1. 트랜잭션 커밋시 엔터티 매니저 내부에서 먼저 flush()가 호출된다.
  2. 엔티티와 스냅샷을 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다.
  3. 변경된게 있으면 수정쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL저장소에 보낸다.
  4. 쓰기 지연저장소의 SQL을 데이터베이스에 보낸다.
  5. 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다.

여기서 발생하는 쿼리는 무엇일까?

UPDATE MEMBER
SET NAME=?,
	AGE=?,
    GRADE=?,
    NICNAME=?,
    ...
WHERE
	ID=?

이렇게 모든 필드에 대해서 다 업데이트한다.

모든 필드를 다 업데이트 하는 이유는?
1. 모든 필드를 사용하면 수정 쿼리가 항상 같다. (바인딩 되는 데이터는 다르다.)
따라서 애플리케이션 로딩 시점에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 재사용할 수 있다.
2. 데이터베이스에 같은 쿼리를 보내면 DB는 한번 파싱된 쿼리를 재사용할 수 있다.

필드가 너무 많거나 저장되는 내용이 크면, 수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성하는 전략을 선택하자!(@org.hibernate.annoations.DynamicUpdate)

@Entity
@org.hibernate.annoations.DynamicUpdate
@Table
public class Member{...}

추천하는 전략은 기본전략을 사용하고, 최적화가 필요할 정도로 느리면 그때 전략을 수정하면 된다.

✔ 엔티티 삭제

em.remove(member);

즉시 삭제하는 것이 아니라, 삭제쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한다. 이후 트랜잭션을 커밋해서 플러시를 호출하면 실제 데이터베이스에 삭제 쿼리를 전달한다.
참고로, em.remove(member) 호출시 member는 영속성 컨텍스트에서 제거된다.

5. 플러시

플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다.

플러시가 발생할 때 내부적으로 일어나는 일
1. 변경 감지가 동작해서 모든 엔티티를 스냅샷과 비교해서 수정된 엔티티를 찾는다. 수정쿼리를 만들어 쓰기지연 SQL 저장소에 등록된다.
2. 쓰기지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 저장한다.(등록, 수정, 삭제쿼리)

플러시를 하는 방법

  • em.flush() 직접 호출
  • 트랜잭션 커밋 시 플러시 자동 호출
  • JPQL 쿼리 실행시 플러시 자동 호출

JPQL 쿼리 실행시 플러시 자동 호출되는 이유
JPQL은 SQL로 변환되어 데이터베이스에서 엔티티를 조회한다. 그러므로 쿼리를 실행하기 직전에 영속성 컨텍스트를 플러시해서 변경내용을 데이터베이스에 반영해야한다.
(참고로 find()는 플러시가 실행되지 않는다.)

플러시 모드 옵션

  • FlushModeType.AUTO : 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시(기본값)
  • FlushModeType.COMMIT : 커밋할 때만 플러시(성능최적화 위해 사용함)
    ex) em.setFlushMode(FlushModeType.COMMIT);

6. 준영속

준영속상태는 영속상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리된 것을 말한다.
영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다.

준영속 상태로 만드는 방법
1. em.detach(entity) : 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환한다.
2. em.clear() : 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화한다.
3. em.close() : 영속성 컨텍스를 종료한다.

엔티티를 준영속 상태로 전환 : detach()

public void testDetached(){
	...
	//회원 엔티티 생성, 비영속 상태
    Member member = new Member();
    member.setId("m1");
    
    //회원 엔티티 영속상태
    em.persist(member);
    //회원엔티티를 영속성 컨텍스에서 분리
    em.detach(member);
    
    transaction.commit();//트랜잭션커밋
}

과연 무슨일이 일어날까?
아무 것도 커밋되지 않는다...🫢
이는 detach()를 호출하면 1차 캐시부터 쓰기 지연SQL저장소까지 해당 엔티티를 관리하기 위한 모든 정보가 제거되었기 때문이다.

영속성 컨테스트 초기화 : clear()

em.clear()는 영속성 컨텍스트를 초기화해서 해당 영속성 컨텍스트의 모든 엔티티를 준영속 상태로 만든다.

영속성 컨텍스트 종료 : close()

영속성 컨텍스트를 종료하면 해당 영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티가 모두 준영속 상태가 된다.

영속 상태의 엔티티는 주로 영속성 컨텍스트가 종료되면 준영속 상태가 된다
개발자가 직접 준영속 상태로 만드는 일은 드물다.

준영속 상태의 특징

  • 거의 비영속 상태에 가깝다.
  • 식별자 값을 가지고 있다.
  • 지연로딩을 할 수 없다.

병합 : merge()

준영속 혹은 비영속 상태의 엔티티를 다시 영속 상태로 변경하는 방법이다.

Member mergetMember = em.merge(member);

merge() 메소드는 준영속 상태의 엔티티를 받아서 그 정보로 새로운 영속 상태의 엔티티를 반환한다.
병합은 파라미터로 넘어온 엔티티의 식별자 값으로 영속성 컨텍스트를 조회하고 찾는 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회한다.
만약 데이터베이스에도 발견하지 못하면 새로운 엔티티를 생성해서 병합한다.
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