스프링 DB 1 정리 - 4. 스프링과 문제 해결 - 트랜잭션 (22.8.20)

피아노과 개발자도전?·2022년 8월 21일

스프링

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김영한 개발자님의 스프링 DB 1편 강의를 수강하고 정리한 내용입니다.

4. 스프링과 문제 해결 - 트랜잭션

4.1. 문제점들

애플리케이션 구조

프레젠테이션 계층

UI와 관련된 처리 담당
웹 요청과 응답
사용자 요청을 검증
주 사용 기술: 서블릿과 HTTP 같은 웹 기술, 스프링 MVC

서비스 계층

비즈니스 로직을 담당
주 사용 기술: 가급적 특정 기술에 의존하지 않고, 순수 자바 코드로 작성

데이터 접근 계층

실제 데이터베이스에 접근하는 코드
주 사용 기술: JDBC, JPA, File

순수한 서비스 계층

여기서 가장 중요한 곳은 핵심 비즈니스 로직이 들어있는 서비스 계층이다. 시간이 흘러서 UI(웹)와 관련된 부분이 변하고, 데이터 저장 기술을 다른 기술로 변경해도, 비즈니스 로직은 최대한 변경없이 유지되어야 한다.

지금까지 개발한 MemberService 를 보면,

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);
		memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
	}
}

MemberServiceV1 은 특정 기술에 종속적이지 않고, 순수한 비즈니스 로직만 존재하지만, SQLException 이라는 JDBC 기술에 의존한다.

// MemberServiceV2
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);
 	}
}

트랜잭션을 사용하기 위해 JDBC 기술에 의존한다.

문제 정리

지금까지 우리가 개발한 애플리케이션의 문제점은 크게 3가지이다.

트랜잭션 문제
예외 누수 문제
JDBC 반복 문제

4.2. 트랜잭션 추상화

구현 기술마다 트랜잭션을 사용하는 방법이 다르므로 추상화가 필요하다.

JDBC : con.setAutoCommit(false)
JPA : transaction.begin()

스프링은 트랜잭션 추상화를 제공한다.

4.3. 트랜잭션 동기화

스프링이 제공하는 트랜잭션 매니저는 크게 2가지 (트랜잭션 추상화, 리소스 동기화) 역할을 한다.

리소스 동기화

트랜잭션을 유지하려면 트랜잭션의 시작부터 끝까지 같은 데이터베이스 커넥션을 유지해야한다.

파라미터로 커넥션을 전달하거나, 커넥션을 넘기는 메서드와
넘기지 않는 메서드를 중복해서 만들어야 하는 등 여러가지 단점들이 많다.

스프링은 트랜잭션 동기화 매니저를 제공하는데, 쓰레드 로컬을 사용하기 때문에 멀티쓰레드 상황에 안전하게 커넥션을 동기화를 할 수 있다.

쓰레드 로컬을 사용하면 각각의 쓰레드마다 별도의 저장소가 부여된다. 따라서 해당 쓰레드만 해당 데이터에 접근할 수 있다.

동작 방식

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

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 매니저

//주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
Connection con = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
DataSourceUtils.releaseConnection(con, dataSource);

DataSourceUtils.getConnection() 는 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 있으면 해당 커넥션을 반환하고, 없는 경우 새로운 커넥션을 생성해서 반환한다.

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 유지해주고, 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 해당 커넥션을 닫는다.

public class MemberServiceV3_1 {
// 트랜잭션 매니저를 주입 받는다. 지금은 JDBC 기술을 사용하기 때문에
// DataSourceTransactionManager 구현체를 주입 받아야 한다.
	private final PlatformTransactionManager transactionManager;
	private final MemberRepositoryV3 memberRepository;
    
	public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
 //트랜잭션 시작
		TransactionStatus status = transactionManager
        .getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
//트랜잭션과 관련된 옵션을 지정할 수 있다.

 		try {
			 //비즈니스 로직
 			bizLogic(fromId, toId, money);
 			transactionManager.commit(status); //성공시 커밋
 		} catch (Exception e) {
 			transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
 			throw new IllegalStateException(e);
 		}
	}
}

트랜잭션 추상화 덕분에 서비스 코드는 이제 JDBC 기술에 의존하지 않는다. 기술 변경시 의존관계 주입만 DataSourceTransactionManager 에서 JpaTransactionManager 로 변경해주면 된다.

4.4. 트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 템플릿

트랜잭션을 사용하는 로직은 다음과 같은 패턴이 반복된다.

try {
 //비즈니스 로직
	bizLogic(fromId, toId, money);
	transactionManager.commit(status); //성공시 커밋
} catch (Exception e) {
	transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
	throw new IllegalStateException(e);
}

이런 형태는 각각의 서비스에서 반복되고, 달라지는 부분은 비즈니스 로직 뿐이다. 이럴 때 템플릿 콜백 패턴을 활용하면 문제를 해결할 수 있다.

트랜잭션 템플릿

템플릿 콜백 패턴을 적용하려면 템플릿을 제공하는 클래스를 작성해야 하는데, 스프링은 TransactionTemplate 라는 템플릿 클래스를 제공한다.

public class MemberServiceV3_2 {
	private final TransactionTemplate txTemplate;
 	private final MemberRepositoryV3 memberRepository;
 
	public MemberServiceV3_2(PlatformTransactionManager transactionManager, MemberRepositoryV3 memberRepository) {
    // TransactionTemplate 을 사용하려면 transactionManager 가 필요하다
		this.txTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager);
		this.memberRepository = memberRepository;
	}
 public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
 
	txTemplate.executeWithoutResult((status) -> {
 		try {
 //비즈니스 로직
 			bizLogic(fromId, toId, money);
 		} catch (SQLException e) {
// 해당 람다에서 체크 예외를 밖으로 던질 수 없기 때문에 언체크 예외로 바꾸어 던진다
  			throw new IllegalStateException(e);
 		}
	});
}

트랜잭션 템플릿은 비즈니스 로직이 정상 수행되면 커밋하고 언체크 예외가 발생하면 롤백한다.

문제점

트랜잭션 템플릿 덕분에, 트랜잭션을 사용할 때 반복하는 코드를 제거할 수 있었다.

하지만 이곳은 서비스 로직인데 비즈니스 로직 뿐만 아니라 트랜잭션을 처리하는 기술 로직이 함께 포함되어 있다.

4.5. 트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 AOP

스프링 AOP를 통해 프록시를 도입하면 위 문제를 해결할 수 있다.

public class TransactionProxy {
	private MemberService target;
    
	public void logic() {
 	//트랜잭션 시작
 		TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(..);
 		try {
 		//실제 대상 호출
 			target.logic();
 			transactionManager.commit(status); //성공시 커밋
 		} catch (Exception e) {
 			transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
 			throw new IllegalStateException(e);
 		}
 	}
}

public class Service {
	public void logic() {
 		//트랜잭션 관련 코드 제거, 순수 비즈니스 로직만 남음
 		bizLogic(fromId, toId, money);
 	}
}

트랜잭션 프록시가 트랜잭션 처리 로직을 모두 가져간다. 그리고 트랜잭션을 시작한 후에 실제 서비스를 대신 호출한다.

스프링이 제공하는 트랜잭션 AOP

개발자는 트랜잭션 처리가 필요한 곳에 @Transactional 애노테이션만 붙여주면 된다. 스프링의 트랜잭션 AOP는 이 애노테이션을 인식해서 트랜잭션 프록시를 적용해준다.

@Transactional
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
	bizLogic(fromId, toId, money);
}

@Transactional 애노테이션은 메서드에 붙여도 되고, 클래스에 붙여도 된다. 클래스에 붙이면 외부에서 호출 가능한 public 메서드가 AOP 적용 대상이 된다.

트랜잭션 AOP 정리

선언적 트랜잭션 관리 : @Transactional 애노테이션 하나만 선언해서 매우 편리하게 트랜잭션을 적용하는 것. 실무에서 대부분 사용

프로그래밍 방식 트랜잭션 관리 : 트랜잭션 매니저 또는 트랜잭션 템플릿 등을 사용해서 트랜잭션 관련 코드를 직접 작성하는 것

4.6. 스프링 부트의 자동 리소스 등록

데이터소스 - 자동 등록

스프링 부트는 데이터소스(DataSource)를 스프링 빈에 dataSource 라는 이름으로 자동으로 등록한다.

참고로 개발자가 직접 데이터소스를 빈으로 등록하면 스프링 부트는 데이터소스를 자동으로 등록하지 않는다.

이때 스프링 부트는 다음과 같이 application.properties 에 있는 속성을 사용해서 DataSource 를 생성한다. 그리고 스프링 빈에 등록한다.

spring.datasource.url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test
spring.datasource.username=sa
spring.datasource.password=

spring.datasource.url 속성이 없으면 내장 데이터베이스(메모리 DB)를 생성하려고 시도한다.

트랜잭션 매니저 - 자동 등록

스프링 부트는 적절한 트랜잭션 매니저(PlatformTransactionManager)를 transactionManager 라는 이름으로 자동으로 스프링 빈에 등록한다.

어떤 트랜잭션 매니저를 선택할지는 현재 등록된 라이브러리를 보고 판단하는데, JDBC를 기술을 사용하면 DataSourceTransactionManager 를 빈으로 등록하고, JPA를 사용하면 JpaTransactionManager 를 빈으로 등록한다.

둘다 사용하는 경우 JpaTransactionManager 를 등록한다.

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