영속성 컨텍스트

혲·2021년 5월 24일
JPAJava
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JAVA ORM 표준 JPA 프로그래밍

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영속성 컨텍스트로 JPA가 내부적으로 돌아가는 구조를 알아보자

  • 웹 어플리케이션 개발시 팩토리를 통해서 엔티티 매니저를 생성한다 엔티티매니저는 내부적으로 커넥션을 이용해 db를 사용한다

엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

영속성 컨텍스트를 공부하기 전 잠깐 엔티티 매니저에 대해 알아보자

웹 애플리케이션 개발시 Entity Manager Factory 를 통해 고객의 요청이 들어올 때마다 Entity Manager 를 생성한다
Entity Manager는 내부적으로 데이터베이스 커넥션을 이용해서 데이터베이스를 사용한다.

1. 영속성 컨텍스트

그럼 영속성 컨텍스트는 뭐지?

  • 엔티티를 영구 저장하는 환경이다
  • EntityManager.persist(entity)
  • db에 저장한다는 것이 아니라 엔티티를 영속화 한다는 것이다
    • EntityManager.persist 는 영속성 컨텍스트에 저장한다는 의미다 (db저장 x)

엔티티 매니저와 영속성 컨텍스트

  • 영속성 컨텍스트는 논리적인 개념이다
  • 영속성 컨텍스트는 눈이 보이지 않는다.
  • 엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근한다
    • 엔티티 매니저를 생성하면 1:1로 영속성 컨텍스트가 생성된다
    • 엔티티 매니저 안에 영속성 컨텍스트라는 공간이 생긴다고 생각하면 된다.

참고

  • J2SE 환경에서는 엔티티 매니저와 영속성 컨텍스트가 1:1이다
  • J2EE , 스프링프레임워크 같은 컨테이너 환경에서는 엔티티매니저와 영속성 컨텍스트가 N:1이다

2. 엔티티의 생명주기와 영속성

엔티티에는 생명주기가 있다

  • 비영속(new) : 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태
  • 영속(managed) : 영속성 컨텍스트에 관리되는 상태
  • 준영속(detachd) : 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
  • 삭제 (remove) : 삭제된 상태

이에 대해서 자세히 알아보자

기본 코드

  • 엔티티매니저팩토리와 엔티티매니저, 트랜젝 코드는 동일하니 아래와 같이 입력하기
  • 아래에서부터는 try 부분에 코드를 입력해보며 테스트 해보면 된다
    public static void main(String[] args) {
        EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("hello");

        EntityManager em = emf.createEntityManager();

        EntityTransaction tx = em.getTransaction();
        tx.begin();
        try {
        
        //이제 작업을 할 부분
        
                } catch (Exception e) {
            tx.rollback();
            System.out.println("err : " + e);
        } finally {
            em.close();
            emf.close();
        }




    }

비영속 (new/transient)

  • 객체만 만들고 아무것도 하지 않은 상태 (persist 전)
  • JPA를 건들지 않음, 아무런 관계가 없다
Member member = new Member();
member.setId(100L);
member.setName("Hello JPA");
  • 당연히 실행을 눌러도 아무런 변화가 없다

영속 (managed)

  • 엔티티 매니저 안의 영속성 컨텍스트 안에서 관리되는 상태

  • 객체 아래에 아래와 같은 코드를 추가해본다

System.out.println("===BEFORE===");
em.persist(member);
System.out.println("===AFTER===");
  • 실행결과
===BEFORE===
===AFTER===
Hibernate: 
    /* insert hellojpa.Member
        */ insert 
        into
            Member
            (name, id) 
        values
            (?, ?)
  • H2에도 저장이 되어있다

  • EntityManager.persist 를 함
  • 실행을 누르면 persist 후에 쿼리가 날라가는걸 알 수 있다
  • 이 때 em.persist 를 할 때 쿼리가 날라간 것이 아니다
  • em.persist 를 입력하면 영속성컨텍스트에 쿼리문이 저장되는것이다
  • tx.commit 을 입력해야 영속성 컨텍스트에 저장되어 있던 쿼리문이 DB에 전송되서 실행되는 것이다.

준영속 (detached), 삭제

  • 준영속 : 엔티티 매니저에서 detach 를 하면 영속성 컨텍스트에서 지워진다
  • 삭제 remove 를 하면 db에서 삭제된다

3. 영속성 컨텍스트의 이점

1차캐시

  • 영속성 컨텍스트 내부에는 1차캐시 라는 것을 가지고 있다.

  • select를 하기 전에 영속성컨텍스트에서 1차캐시를 조회한다음 값을 가져온다

  • 아래에 다음의 코드를 추가해보고 실행해보자

//비영속 상태
Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");
//엔티티를 영속, 1차 캐시에 저장됨
em.persist(member);
//1차 캐시에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, 100L);
System.out.println("findMember.id = " + findMember.getId());
System.out.println("findMember.getName() = " + findMember.getName());
  • 실행결과
===BEFORE===
===AFTER===
findMember.id = 100
findMember.getName() = Hello JPA
Hibernate: 
    /* insert hellojpa.Member
        */ insert 
        into
            Member
            (name, id) 
        values
            (?, ?)
  • insert도 하기 전에 값을 가져온 것을 알 수 있다

  • EntityManager(영속 컨텍스트) 안에는 1차캐시가 있다.

    • 사실 EntityManager와 영속컨텍스튼는 조금 다르지만 이해를 위해 같다고 생각하기

  • 1차캐시 안에는 id와 entity가 있다

  • id는 member의 아이디

  • entity는 entity의 값, member 객체가 담긴다

  • 우선 캐시에서 찾은 후 캐시에 없으면 DB에서 조회를 한다

  • DB조회를 하면 다시 1차캐시에 저장하게 된다.

  • 트랜젝션이 끝나면 같이 종료가 된다

    • 고객의 요청이 끝나면 캐시도 같이 사라진다.
    • 그래서 금방금방 사라지기 때문에 그렇게 큰 효과는 없다
    • 도움이 되는건 2차캐시

동일성 보장

  • 1차 캐시로 반복 가능한 읽기(REPEATABLE READ) 등급의 트랜잭션 격리 수준을 DB가 아닌 애플리케이션 차원에서 제공한다
  • 같은 걸 조회하는 Member a Member b
Member a = em.find(Member.class, "member1"); 
Member b = em.find(Member.class, "member1");
System.out.println(a == b); //동일성 비교 true
  • 실행 쿼리도 한번만 나간다
    • 한번 조회(Member a) 에는 DB에서 조회 후 1차캐시에 저장된다
    • 두번째 조회(Member b) 에는 1차 캐시에서 가져온다

트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연


            Member member1 = new Member(150L,"A");
            Member member2 = new Member(160L,"B");

            em.persist(member1);
            em.persist(member2);
            System.out.println("=====================");

            tx.commit();

  • 결과를 보면 commit을 한 순간에 쿼리문이 나가는 것을 확인할 수 있다.

  • 영속성컨텍스트에는 1차캐시 외에도 쓰기지연 SQL 저장소라는 곳이 있다. 실행될 SQL문들이 저장되는 공간.

  • persist를 하면 1차캐시에 저장되면서 쓰기지연 SQL 저장소에서 실행될 SQL 문이 저장된다.
  • 즉 em.persist를 한다고 해서 DB에 저장되는 것이 아니다.
    • 영속성 컨텍스트에 쌓이는 중이다

  • tx.commit 하는 순간 flush되고 쿼리문이 실행되어 commit이 된다.

왜 쓰기지연이 좋을까? 🤔

DB에 한번에 보낼 수 있다.

<property name="hibernate.jdbc.batch_size" value="10"/>

를 입력하면 기다렸다가 10개를 한번에 보낼 수 있다.

변경 감지(dirty Checking)


EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
transaction.begin(); // [트랜잭션] 시작


// 영속 엔티티 조회
Member memberA = em.find(Member.class, "memberA");

// 영속 엔티티 데이터 수정
memberA.setUsername("hi");
memberA.setAge(10);

//[드랜잭션] 커밋
transaction.commit();
  • 왜 em.update(member) 가 없을까?
    • 알아서 Dirty Checking을 한 후 알아서 update 쿼리가 날아가기 때문이다.
  • em.persist(member) 는 필요 없을까?
    • Collecrion에서 수정후 add를 안하는 것과 같은 이치라고 생각하면 된다.
  • commit하는 시점에 내부적으로 flush가 호출이된다.
  • 1차캐시 안에 entity와 스냅샷을 비교한다
    • 값을 읽어온 최초시점을 스냅샷으로 넣는다
  • commit 되는 시점에 Entity와 스냅샷을 비교한다.
  • 변경이 감지되면 쓰기지연 SQL 저장소에 update 쿼리를 저장한다.

엔티티 삭제

Member memberA = em.find(Member.class, “memberA");
em.remove(memberA); //엔티티 삭제
  • 엔티티를 삭제할 때도 Update처럼 찾은후 삭제만 하면 된다.

4. 플러시

플러시란?

  • 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영
  • 영속성 컨텍스트를 비우는게 아니다!
    ( flush 라는 이름 때문에 오해하지 말기)
  • 영속성 컨텍스트의 변경내용을 DB에 동기화하는 거다

플러시가 발생하면 무슨 일이 일어날까

  • 변경 감지 (dirty checking)
  • 수정된 엔티티가 쓰기 지연 sql 저장소에 등록
  • 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 DB에 전송 (등록, 수정, 삭제 쿼리)

FLUSH를 하는 다양한 방법

  1. em.flush
    • flush를 직접호출한다
    • 거의 쓸 일 없다, test할때만 사용
  2. 트랜잭션 커밋
    • flush를 자동으로 호출함
  3. jpql 쿼리 실행
    • flush를 자동으로 호출함

1. em.flush

            Member member = new Member(200L, "member200");
            em.persist(member);
            em.flush();
            System.out.println("=========");
            tx.commit();
  • flush를 했기 때문에 commit 전에 insert쿼리문이 나간다
  • flush를 하면 1차캐시가 지워지나요?
    • 1차캐시는 그대로 유지된다
    • 쓰기지연 SQL 저장소에있는 쿼리문만 DB에 반영된다.

2. jpql 쿼리

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
em.persist(memberC);
//중간에 JPQL 실행
query = em.createQuery("select m from Member m", Member.class);
List<Member> members= query.getResultList();
  • memberA, memberB, memberC가 DB에 저장되지 않은 상태로 select를 해버리면 결과가 크게 달라질 수 있다.
  • 이런 경우를 사전에 방지하기 위헤 jpql 전에는 flush처리가 된다.

flush mode 옵션

  • flush에도 옵션을 줄 수있다.
  • 하지만 거의 쓸일은 없으니 참고만 할 것
em.setFlushMode(FlushModeType.COMMIT)
  • FlushModeType.AUTO
    • 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시 (기본값)
  • FlushModeType.COMMIT
    • 커밋할때만 플러시

5. 준영속상태

  • 영속상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리되는 상대.
  • 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용하지 못한다.

준영속상태로 만드는 방법

  • em.detach(entity)
    • 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환
  • em.clear
    • 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화
  • em.close
    • 영속성 컨텍스트를 종료

출처 JAVA ORM 표준 JPA 프로그래밍

개인 git에 가면 전체 코드를 확인 할 수 있습니다

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