📙 트랜잭션 (Transaction)

트랜잭션이란?

트랜잭션은 데이터베이스의 상태를 변환시키는 작업의 단위를 의미합니다.
쉽게 말해서 바로 이전 커밋 이후의 작업부터, 이런저런 작업 후 최종적으로 커밋을 날리기까지의 주기이다.
즉, 여러 작업이 하나의 논리적 단위로 묶여서 모두 성공하거나 모두 실패하도록 보장하는 것입니다.

트랜잭션 예시

온라인 쇼핑몰을 결제할 때, 두가지 작업을 거쳐야한다.

1. 판매처에 돈을 보내기
2. 판매처에서 고객이 보낸 돈을 받기

저 두 작업이 한 트랜잭션이라고 하자.

• 이 경우 고객이 판매처에 돈을 보냈는데 판매처에서 고객이 보낸 돈을 받지 못하는 경우나, 고객이 돈을 보내지 않았는데 판매처에서 돈을 받는 경우가 생기면 안된다.
• 모든 작업이 성공적으로 완료되어야 작업 결과를 적용(commit)하고, 트랜잭션에 속한 모든 작업 중에(1번이나 2번 둘중에) 하나라도 오류가 발생하는 경우에는 작업을 실행하기 전의 상태로 완벽하게 돌아가야 하는 것(rollback)이 트랜잭션의 개념이다.

구매자가 판매처에게 금액송금 하는 것을 코드로 구현

1) 트랜잭션 자체를 적용하지 않은 경우

@Autowired
private Buyer buyer

@Autowired
private Seller seller;

public void buy() {

  buyer.send();			
  seller.receive();
      
}

이러한 경우 문제가 생길 수 있는 부분이

receive() 메소드 자체에 문제가 있어서 항상 send() 까지는 매번 실행이 되고 receive() 메소드는 실행이 되지 않을 경우

구매자는 돈을 보내서 DB상에 금액이 줄어들었는데, 판매자는 입금이 되지 않아 DB상에 금액 변동이 없는 경우이다.

따라서 반드시 transaction을 걸어서, receive() 가 실행되지 못하고 에러가 난 경우 반드시 send() 또한 롤백되어 원상복구 시켜주어야 한다.

2) @Transactional 대신 try-catch로 구현한 경우

@Autowired
private PlatformTransactionManager transactionManager;

@Autowired
private Buyer buyer

@Autowired
private Seller seller;

public void buy() {

  DefaultTransactionDefinition def = new DefaultTransactionDefinition();
  TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(def);

  try {
      buyer.send();			
      seller.receive();
      
      transactionManager.commit(status);

  } catch(Exception e) {

      transactionManager.rollback(status);

  } 
}

TransactionManager로 직접 커밋과 롤백을 시켜주었다.

그러나 쿼리를 사용하는 메소드에 매번 중복되는 코드를 작성해 주어야 하는 불편함이 있다.

3) @Transactional을 사용한 경우

@Autowired
private Buyer buyer

@Autowired
private Seller seller;

@Transactional
public void buy() {

  buyer.send();			
  seller.receive();

}

사용될 메서드 위에 @Transactional 어노테이션만 붙여주면, 위의 try-catch문을 작성하지 않아도 된다.

4) 모든 메소드에 @Transactional 사용하고 싶을 때

@Transactional
public class AllQuery {

  public void selectOne() { }
  public int allCount() { }
  public List<User> allUser() { }  
  
  /* 아래와 동일하다
  @Transactional
  public void selectOne() { }
  
  @Transactional
  public int allCount() { }
  
  @Transactional
  public List<User> allUser() { }  
  */  

}

만약 위와 같이 클래스에 속하는 모든 메소드에 @Transactional 어노테이션을 적용하고 싶다면, 어노테이션을 클래스 위에 붙여준다.

클래스 위에 @Transactional이 붙어있으면, 클래스에 속한 모든 메소드에 각각 @Transactional이 붙어있다고 생각하면 된다.

📙 트랜잭션의 특징(Transaction ACID)

"A"tomicity(원자성)

• 트랜잭션의 연산은 DB에 모두 반영되거나, 모두 반영되지 않아야한다.
• 하나라도 실패한다면, 앞서 성공한 것들을 복구시켜야한다.

"C"onsistency(일관성)

트랜잭션 전후의 데이터 상태는 일관성을 유지해야 합니다.
예를 들어, 은행 계좌 이체에서 송금한 금액과 받은 금액은 항상 같아야 합니다. (ex: DB의 무결성 제약 조건 항상 만족)

"I"solation(격리성)

여러 트랜잭션이 동시에 실행되더라도 서로 간섭하지 않도록 보장합니다. (ex: 동시에 같은 데이터 수정 X)

"D"urability(지속성)

• 트랜잭션이 완료된 이후에는 시스템 오류가 발생해도 데이터가 유지됩니다.
• 트랜잭션이 완료된다면, 결과는 영구적이어야 합니다.

📙 Spring에서 제공하는 트랜잭션

트랜잭션 격리 수준(Isolation Level)

비즈니스 로직과 트랜잭션 처리 로직이 동시에 존재한다면 코드의 중복이 발생할 수도 있고, 비즈니스 로직에만 집중된 코드를 작성하기 어렵다. 이렇게 비즈니스 로직에만 집중하기 위해 Spring은 크게 2가지 트랜잭션 기술을 지원한다.

1. 개발식 트랜잭션 = TransactionTemplate(TransactionManager을 주입받아 사용)

• 트랜잭션 관련 코드를 직접 작성하는 방법
• 트랜잭션 매니저에서 트랜잭션을 얻어오는 방법
• 가독성을 떨어뜨리고, 휴먼에러가 유발될 수 있으므로 잘 사용하지 않음.

2. 선언적 트랜잭션 (어노테이션, @Transactional)

- 스프링의 AOP를 적극적으로 체감가능
- xml에서 AOP 설정으로 트랜잭션을 선언하는 방법
- 어노테이션 사용방법(@Transactional)

AOP(Aspect-Oriented Programming)

애플리케이션 기능은 크게 핵심 기능과 부가 기능으로 나눌 수 있다.

• 핵심 기능: 해당 객체가 제공하는 고유한 기능(비즈니스 로직)(ex: UserService - 유저 관련 로직)

• 부가 기능: 핵심 기능을 보조하는 기능(ex: 로그 추적, 트랜잭션 처리 등)

부가 기능들은 여러 코드에서 재사용되는 경우가 많다. 예를들어 TransactionManager를 이용해 트랜잭션 처리를 해준다면 한번에 처리되어야 하는 작업들이 있는 모든 비즈니스 로직에 commit 해주고 rollback해주는 코드를 반복해서 작성해주어야한다.
-> 이러한 부가 기능들을 분리하고 어디에 적용할지 선택하는 기능을 합쳐 하나의 모듈로 만든것이 Aspect이다.

-> 애플리케이션을 바라볼 때 핵심 기능에 집중할 수 있도록 도와주는 모듈이라고 이해하면 좋다.
=> @Transactional은 AOP를 지향할 수 있도록 스프링에서 지원해주는 어노테이션이다.

@Transactional이란?

@Transactional 어노테이션은, 해당 어노테이션이 적용되는 메소드를 하나의 트랜잭션으로 묶어주는 역할을 한다.

• 개별 메소드나 클래스에 붙을 수 있는 트랜잭션 특성.
• class레벨의 어노테이션은 선언된 클래스와 그의 서브클래스 내부에 있는 모든 메소드에 적용된다.
• 조상 클래스로 올라가 적용되지는 않는다고 한다!

@Transactioal 동작 구조

스프링의 트랜잭션 AOP는 @Transactional을 인식하여 트랜잭션 프록시를 적용.
프록시는 '대리인'이라는 뜻으로 Aspect와 @Transactional을 적용한 클래스 / 메서드인 Target을 연결해주는 역할

1. 클라이언트가 API 호출

2. 프록시 실행

3. 트랜잭션 코드 실행

4. 비즈니스 로직 실행

5. 트랜잭션 코드 실행(commit / rollback)

📙 트랜잭션 작동 과정

1. 시작: 트랜잭션을 시작합니다.

   • Spring에서는 @Transactional 어노테이션으로 트랜잭션을 시작합니다.

2. 작업 수행: 데이터베이스에 필요한 작업을 수행합니다.

   • SQL 실행, INSERT/UPDATE/DELETE 등.

3. 커밋: 모든 작업이 성공하면 트랜잭션 결과를 반영합니다.

4. 롤백: 작업 중 하나라도 실패하면 이전 상태로 되돌립니다.

출처

• https://velog.io/@siyeonkm/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-Service%EC%9D%98-Transactional%EC%9D%B4%EB%9E%80
• https://suucong.tistory.com/26
• https://sky-h-kim.tistory.com/16