[Spring DB] 트랜잭션 동기화

DaeHoon·2022년 7월 23일
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스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리

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4-3. 트랜잭션 동기화

  • 스프링이 제공하는 트랜잭션 매니저는 크게 2가지 역할을 한다.
    1. 트랜잭션 추상화
    2. 리소스 동기화

트랜잭션 추상화

  • 이전 글에서 설명

리소스 동기화

  • 트랜잭션을 유지하려면 트랜잭션의 시작부터 끝까지 같은 데이터베이스 커넥션을 유지해야한다. 결국 같은 커넥션을 동기화하기 위해서 이전에는 파라미터를 전달하는 방법을 사용했다.
  • 파라미터로 커넥션을 전달하는 방법은 코드가 지저분해지는 것은 물론이고, 커넥션을 넘기는 메서드와 넘기지 않는 메서드를 중복해서 만들어야 하는 등 여러가지 단점들이 많다.

커넥션과 세션

트랜잭션 매니저와 트랜잭션 동기화 매니저

  • 스프링은 트랜잭션 동기화 매니저를 제공한다. 이것은 쓰레드 로컬(ThreadLocal)을 사용해서 커넥션을 동기화해준다. 트랜잭션 매니저는 내부에서 이 트랜잭션 동기화 매니저를 사용한다.
  • 트랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬을 사용하기 때문에 멀티쓰레드 상황에 안전하게 커넥션을 동기화 할 수 있다. 따라서 커넥션이 필요하면 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 커넥션을 획득하면 된다. 따라서 이전처럼 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다.

동작 방식

  1. 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 매니저는 데이터소스를 통해 커넥션을 만들고 트랜잭션을 시작한다.
  2. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션이 시작된 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 보관한다.
  3. 리포지토리는 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 꺼내서 사용한다. 따라서 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다.
  4. 트랜잭션이 종료되면 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 통해 트랜잭션을 종료하고, 커넥션도 닫는다.

4-4. 트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 매니저1

MemberRepositoryV3

package hello.jbdc.repository

import hello.jbdc.Log
import hello.jbdc.domain.Member
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceUtils
import org.springframework.jdbc.support.JdbcUtils
import java.sql.*
import javax.sql.DataSource
import kotlin.jvm.Throws

/*
* 트랜잭션 매니저
* DataSourceUtils.getConnection()
* DataSourceUtils.releaseConnection()*/

class MemberRepositoryV3(
  private val dataSource: DataSource,
):Log {
  
  fun save(member: Member): Member{
    val sql: String = "insert into member(member_id, money) values (?, ?)"

    lateinit var con: Connection
    lateinit var pstmt: PreparedStatement

    try{
      con = getConnection()
      pstmt = con.prepareStatement(sql)
      pstmt.setString(1, member.memberId)
      pstmt.setInt(2, member.money)
      pstmt.executeUpdate()
      return member
    } catch(e: SQLException){
        logger.error("db error", e)
        e.printStackTrace()
        throw e
    } finally {
      close(con, pstmt, null);
    }

  }

  @Throws(SQLException::class)
  fun findById(memberId: String): Member{
    val sql = "select * from member where member_id = ?"

    lateinit var con: Connection
    lateinit var pstmt: PreparedStatement
    lateinit var rs: ResultSet

    try{
      con = getConnection()
      pstmt = con.prepareStatement(sql)
      pstmt.setString(1, memberId)

      rs = pstmt.executeQuery()

      if (rs.next()){
        val member = Member(
          memberId = rs.getString("member_id"),
          money = rs.getInt("money")
        )

        return member
      }else{
        throw NoSuchElementException("member not found memberId=" + memberId)
      }
    } catch (e: SQLException){
        logger.error("db error", e)
        throw e
    } finally {
      close(con, pstmt, null)
    }
  }

  @Throws(SQLException::class)
  fun update(memberId: String, money: Int){
    val sql = "update member set money=? where member_id=?"

    lateinit var con: Connection
    lateinit var pstmt: PreparedStatement

    try {
      con = getConnection();
      pstmt = con.prepareStatement(sql);
      pstmt.setInt(1, money);
      pstmt.setString(2, memberId);

      val resultSize = pstmt.executeUpdate()
      logger.info("resultSize={}", resultSize)
    } catch (e: SQLException){
        logger.error("db error", e)
        throw e
    } finally {
      close(con, pstmt, null)
    }
  }


  @Throws(SQLException::class)
  fun delete(memberId: String){
    val sql = "delete from member where member_id=?"

    lateinit var con: Connection
    lateinit var pstmt: PreparedStatement

    try {
      con = getConnection();
      pstmt = con.prepareStatement(sql);
      pstmt.setString(1, memberId);

      pstmt.executeUpdate()

    } catch (e: SQLException){
        logger.error("db error", e)
        throw e
    } finally {
      close(con, pstmt, null);
    }
  }


  private fun getConnection(): Connection {
    // 주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
    val con = DataSourceUtils.getConnection(dataSource)
    logger.info("get connection={}, class={}", con, con.javaClass)
    return con
  }

  private fun close(con: Connection?, stmt: Statement?, rs: ResultSet?) {
    JdbcUtils.closeResultSet(rs);
    JdbcUtils.closeStatement(stmt);
    // 주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtil을 사용해야 합니다.
    DataSourceUtils.releaseConnection(con, dataSource)

  }
}
  • 커네션을 파라미터로 전달하는 부분을 모두 제거했다.

DataSourceUtils.getConnection()

  • 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 있으면 해당 커넥션을 반환한다.
  • 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 새로운 커넥션을 생성해서 반환한다.

DataSourceUtils.releaseConnection()

  • 커넥션을 con.close()를 사용해서 직접 닫아버리면 커넥션이 유지되지 않는 문제가 발생한다. 이 커넥션은 이후 로직은 물론이고, 트랜잭션을 종료(커밋, 롤백)할 때 까지 살아있어야 한다.
  • DataSourceUtils.releaseConnection() 을 사용하면 커넥션을 바로 닫는 것이 아니다.
    • 트랜잭션을 사용하기 위해 동기화된 커넥션은 커넥션을 닫지 않고 그대로 유지해준다.
    • 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 해당 커넥션을 닫는다.


MemberServiceV3_1

package hello.jbdc.service

import hello.jbdc.Log
import hello.jbdc.domain.Member
import hello.jbdc.repository.MemberRepositoryV3
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager
import org.springframework.transaction.TransactionStatus
import org.springframework.transaction.support.DefaultTransactionDefinition
import java.sql.Connection
import java.sql.SQLException
import kotlin.jvm.Throws

/*
  트랜잭션 - 트랜잭션 매니저
 */

class MemberServiceV3_1(
  private val transactionManager: PlatformTransactionManager,
  private val memberRepository: MemberRepositoryV3,
) :Log {

  @Throws(SQLException::class)
  fun accountTransfer(fromId: String, toId: String, money: Int){
    // 트랜잭션 시작
    val status: TransactionStatus = transactionManager.getTransaction(DefaultTransactionDefinition())

    try {
      bizLogic(fromId, toId, money)
      transactionManager.commit(status)
    }catch (e: Exception){
      transactionManager.rollback(status)
      throw IllegalStateException(e)
    }
  }

  @Throws(SQLException::class)
  private fun bizLogic(fromId: String, toId: String, money: Int){
    val fromMember = memberRepository.findById(fromId)
    val toMember = memberRepository.findById(toId)

    memberRepository.update(fromId, fromMember.money - money)
    validation(toMember)
    memberRepository.update(toId, fromMember.money + money)
  }

  private fun validation(toMember: Member){
    if (toMember.memberId.equals("ex")){
      throw IllegalStateException("이체 중 예외 발생")
    }
  }
}
  • private val transactionManager: PlatformTransactionManager
    • 트랜잭션 매니저를 주입 받는다.
    • 지금은 JDBC 기술을 사용하기 때문에 DataSourceTransactionManager를 주입 받지만, 추후에 JPA로 변경이 될 경우 JpaTransactionManager를 주입 받으면 된다.
  • transactionManager.getTransaction()
    • 트랜잭션을 시작한다.
    • status: TransactionStatus를 반환한다. 현재 트랜잭션의 상태 정보가 포함되어 있다. 이후 트랜잭션을 커밋, 롤백할 때 필요하다.
  • DefaultTransactionDefinition()
    • 트랜잭션과 관련된 옵션을 지정할 수 있다.
  • transactionManager.commit(status)
    • 트랜잭션이 성공하면 이 로직을 호출해서 커밋하면 된다.
  • transactionManager.rollback(status)
    • 문제가 발생하면 이 로직을 호출해서 트랜잭션을 롤백하면 된다.

MemberServiceV3_1Test

package hello.jbdc.service

import hello.jbdc.connection.ConnectionConst
import hello.jbdc.domain.Member
import hello.jbdc.repository.MemberRepositoryV3
import org.assertj.core.api.Assertions.assertThat
import org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy
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.DataSourceTransactionManager
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager
import java.sql.SQLException


internal class MemberServiceV3_1Test{

  val MEMBER_A = "memberA"
  val MEMBER_B = "memberB"
  val MEMBER_EX = "ex"

  lateinit var memberRepository: MemberRepositoryV3
  lateinit var  memberService: MemberServiceV3_1

  @BeforeEach
  fun before(){
    val dataSource = DriverManagerDataSource(ConnectionConst.URL,
      ConnectionConst.USERNAME, ConnectionConst.PASSWORD)

    val transactionManager: PlatformTransactionManager = DataSourceTransactionManager(dataSource)
    memberRepository = MemberRepositoryV3(dataSource)
    memberService = MemberServiceV3_1(transactionManager, memberRepository)
  }

  @AfterEach
  @Throws(SQLException::class)
  fun after(){
    memberRepository.delete(MEMBER_A);
    memberRepository.delete(MEMBER_B);
    memberRepository.delete(MEMBER_EX);
  }

  @Test
  @DisplayName("정상 이체")
  @Throws(SQLException::class)
  fun accountTransfer() {
    //given
    val memberA = Member(MEMBER_A, 10000)
    val memberB = Member(MEMBER_B, 10000)
    memberRepository.save(memberA)
    memberRepository.save(memberB)
    //when
    memberService.accountTransfer(memberA.memberId,
      memberB.memberId, 2000)
//    //then
    val findMemberA: Member = memberRepository.findById(memberA.memberId)
    val findMemberB: Member = memberRepository.findById(memberB.memberId)
    assertThat(findMemberA.money).isEqualTo(8000)
    assertThat(findMemberB.money).isEqualTo(12000)
  }

  @Test
  @DisplayName("이체 중 예외 발생")
  fun accountTransferEx(){
    //given
    val memberA = Member(MEMBER_A, 10000)
    val memberEx = Member(MEMBER_EX, 10000)
    memberRepository.save(memberA)
    memberRepository.save(memberEx)
    // when

    assertThatThrownBy {
      memberService.accountTransfer(memberA.memberId, memberEx.memberId,
        2000)
    }
      .isInstanceOf(IllegalStateException::class.java)

    // then
    val findMemberA = memberRepository.findById(memberA.memberId)
    val findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.memberId)

    assertThat(findMemberA.money).isEqualTo(10000)
    assertThat(findMemberEx.money).isEqualTo(10000)

  }
}
  • val transactionManager: PlatformTransactionManager = DataSourceTransactionManager(dataSource)
    • JDBC 기술을 사용하므로, JDBC용 트랜잭션 매니저( DataSourceTransactionManager )를 선택해서 서비스에 주입한다.
    • 트랜잭션 매니저는 데이터 소스를 통해 커넥션을 생성하므로 DataSource가 필요하다.

4-5. 트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 매니저2

트랜잭션 매니저1 - 트랜잭션 시작


1. 서비스 계층에서 transactionManager.getTransaction()을 호출해서 트랜잭션을 시작한다.
2. 트랜잭션을 시작하려면 먼저 데이터베이스 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 매니저는 내부에서 데이터 소스를 사용해서 커넥션을 생성한다.
3. 커넥션을 수동 커밋 모드로 변경해서 실제 데이터베이스 트랜잭션을 시작한다.
4. 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 보관한다.
5. 랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬에 커넥션을 보관한다. 따라서 멀티 쓰레드 환경에 안전하게 커넥션을 보관할 수 있다.

트랜잭션 매니저2 - 로직 실행


6. 서비스는 비즈니스 로직을 실행하면서 리포지토리의 메서드들을 호출한다. 이 때 커넥션을 파라미터로 전달하지 않는다.
7. 리포지토리 메서드들은 트랜잭션이 시작된 커넥션이 필요하다. 리포지토리는 DataSourceUtils.getConnection() 을 사용해서 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 꺼내서 사용한다. 이 과정을 통해서 자연스럽게 같은 커넥션을 사용하고, 트랜잭션도 유지된다.
8. 획득한 커넥션을 사용해서 SQL을 데이터베이스에 전달해서 실행한다.

트랜잭션 매니저3 - 트랜잭션 종료


9. 비즈니스 로직이 끝나고 트랜잭션을 종료한다. 트랜잭션은 커밋하거나 롤백하면 종료된다.
10. 트랜잭션을 종료하려면 동기화된 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 동기화된 커넥션을 획득한다.
11. 획득한 커넥션을 통해 데이터베이스에 트랜잭션을 커밋하거나 롤백한다.
12. 전체 리소스를 정리한다.

  • 트랜잭션 동기화 매니저를 정리한다. 쓰레드 로컬은 사용후 꼭 정리해야 한다.
  • con.setAutoCommit(true) 로 되돌린다. 커넥션 풀을 고려해야 한다.
  • con.close() 를 호출해셔 커넥션을 종료한다. 커넥션 풀을 사용하는 경우 con.close() 를 호출하면 커넥션 풀에 반환된다.

정리

  • 트랜잭션 추상화 덕분에 서비스 코드는 이제 JDBC 기술에 의존하지 않는다.
    • 이후 JDBC에서 JPA로 변경해도 서비스 코드를 그대로 유지할 수 있다.
    • 기술 변경시 의존관계 주입만 DataSourceTransactionManager 에서 JpaTransactionManager 로 변경해주면 된다.
    • java.sql.SQLException 이 아직 남아있지만 이 부분은 뒤에 예외 문제에서 해결하자.
  • 트랜잭션 동기화 매니저 덕분에 커넥션을 파라미터로 넘기지 않아도 된다.
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