[스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리] 스프링과 문제 해결 - 트랜잭션

문제점들

일단 지난 글에서 마지막 부분에 언급 되었던 어떤 문제가 있는지에 대하여 생각해보자.

애플리케이션 구조
애플리케이션의 구조는 여러개가 있지만, 가장 많이 사용하고 단순한 방법은 역할에 따라 3가지 계층으로 나누는 것

• 프레젠테이션 계층
  • UI 관련 처리 담당
  • 웹 요청과 응답
  • 사용자 요청을 검증
  • 주 사용 기술 : 서블릿과 HTTP 같은 웹 기술, 스프링 MVC
• 서비스 계층
  • 비지니스 로직
  • 특정 기술에 의존하지 않으려고 하고, 순수 자바 코드로 작성
• 데이터 접근 계층
  • 실제 데이터베이스 접근하는 코드
  • 주 사용 기술 : JDBC, JPA, File, Redis, Mongo...

순수한 서비스 계층

• 서비스 계층은 가장 순수하다. 핵심 비즈니스 로직이 포함되어 있다. 시간이 흘러 UI와 데이터 저장 기술이 변해도 비즈니스 로직은 최대한 변경없이 유지되어야 하는 것이 좋다.

• 그러려면 특정 기술에 종속적이지 않도록 개발해야 한다.

  • 계층을 나눈 이유도 서비스 계층을 순수하게 유지하기 위한 목적이 크다.
  • 기술에 종속된 부분은 프레젠테이션이나 데이터 접근 계층에서 가진다.
  • 프레젠테이션 계층은 웹, 서블릿, HTTP 관련된 부분 담당
  • 데이터 접근 계층은 JDBC나 JPA같은 구체적인 데이터 접근 기술로부터 서비스 계층을 보호한다.

• 이런 방식으로 비즈니스 로직의 유지보수를 쉽게, 테스트하기 쉽게 유지한다.

• 정리하면, 서비스 계층은 비즈니스 로직만 구현. 특정 구현 기술에 의존하지 않도록 한다. 향후 구현 기술이 변경될 때 변경의 영향 범위를 최소화 할 수 있다.

문제점들
서비스 계층을 순수하게 유지하기 위해선 어떻게 해야할까 ?

package hello.jdbc.service;

import java.sql.SQLException;

@RequiredArgsConstructor
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);
      }
}

• 위의 코드는 특정 기술에 종속적 x, 순수한 비즈니스 로직만 존재
• 특정 기술과 관련된 코드가 거의 없어서 코드가 깔끔하고, 유지보수 하기 쉽다.
• 향후 비즈니스 로직의 변경이 필요하면 이 부분을 변경하면 된다.

트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작하는 것이 좋다. 하지만 트랜잭션을 사용하기 위해 JDBC 기술에 의존해야 한다. 트랜잭션을 사용하기 위해 JDBC 기술에 의존하게 되면 결과적으로는 비즈니스 로직보다 JDBC를 사용하여 트랜잭션을 처리하는 코드가 더 많아진다.

향후 JDBC에서 JPA같은 다른 기술로의 변경이 있게 되면, 서비스 코드도 모두 함께 변경해야 한다. (JPA는 트랜잭션을 사용하는 코드가 JDBC와 다르다.)

-> 핵심 비지니스 로직과 JDBC의 기술이 섞여 존재하면 유지보수가 어려워진다.

문제 정리

• JDBC 구현 기술이 서비스 계층에 누수되는 문제
  • 트랜잭션을 적용하기위해 JDBC 구현 기술이 서비스 계층에 누수
  • 서비스 계층은 순수해야 한다. 구현 기술을 변경해도 서비스 계층 코드는 최대한 유지할 수 있어야 한다. (변화에 대응)
  • 그렇기 때문에 데이터 접근 계층에 JDBC 코드를 다 몰아둔다.
  • 물론 데이터 접근 계층의 구현 기술이 변경될 수 있어서 데이터 접근 계층은 인터페이스를 제공하는 것이 좋다.
  • 데이터 접근 계층으로 JDBC를 모으려고 노력했으나, 트랜잭션을 적용하며 결국 서비스 계층에 JDBC 기술 누수 발생
• 트랜잭션 동기화 문제
  • 같은 트랜잭션을 유지하기 위해 커넥션을 파라미터로 넘겨야 한다.
  • 이때 파생되는 문제들 -> 똑같은 기능도 트랜잭션용 기능과 트랜잭션을 유지하지 않아도 되는 기능으로 분리해야 한다.
• 트랜잭션 적용 반복 문제
  • 트랜잭션 적용 코드를 보다보면 반복이 많음 try,catch,finally 등...

스프링과 문제 해결
스프링은 서비스 계층을 순수하게 유지하며, 지금까지 이야기한 문제들을 해결할 수 있는 다양한 방법과 기술을 제공하고 있다.

트랜잭션 추상화

현재 서비스 계층은 트랜잭션을 사용하기 위해 JDBC 기술에 의존하고 있다. 향후 JDBC에 JPA 같은 다른 데이터 접근 기술로 변경하면, 서비스 계층의 트랜잭션 코드도 모두 함께 수정해야 한다.

JDBC 트랜잭션 의존

JDBC기술 -> JPA 기술로 변경

구현 기술에 따른 트랜잭션 사용법

• 트랜잭션은 원자적 단위의 비즈니스 로직을 처리하기 위해 사용
• 구현 기술마다 트랜잭션을 사용하는 방법이 다르다.
• 이렇게 되면, JDBC -> JPA 기술로 변경시 서비스 계층의 트랜잭션을 처리하는 모든 코드를 함께 변경해야하는 일이 생긴다.

트랜잭션 추상화
이 문제를 해결하려면 트랜잭션 기능을 추상화 하면 된다.
아주 단순하게 생각하면 다음과 같은 인터페이스를 만들어서 사용하면 된다.

public interface TxManager {
	begin();
	commit();
	rollback();
}

트랜잭션 추상화와 의존관계

• 서비스는 특정 트랜잭션 기술에 직접 의존 X
• TxManager라는 추상화된 인터페이스에 의존 O
• 원하는 구현체를 DI를 통해 주입하고, 예를 들어 JDBC 트랜잭션 기능이 필요하면 JdbcTxManager를 서비스에 주입하고, JPA 트랜잭션 기능으로 변경해야 하면 JpaTxManager를 주입하면 된다.
• 클라이언트 서비스는 인터페이스에 의존하고 DI를 사용한 덕분에 OCP 원칙을 지키게 되었다. 이제 트랜잭션을 사용하는 서비스 코드를 전혀 변경하지 않고, 트랜직션 기술을 변경할 수 있게 된다.
• 그리고 이미 다 구현되어 있다. 스프링이 제공하는 트랜잭션 추상화 기술을 사용하면 된다.
  

트랜잭션 동기화

스프링이 제공하는 트랜잭션 매니저는 크게 2가지 역할을 한다.

• 트랜잭션 추상화
  • 앞서 설명한 내용
• 리소스 동기화
  • 트랜잭션을 유지하기 위해서는 같은 데이터베이스 커넥션을 유지해야 한다. 결국 같은 커넥션을 동기화(맞추어 사용) 이전에는 파라미터로 커넥션을 전달하는 방법을 사용. 파라미터로 커넥션을 전달하는 방법은 코드가 지저분해지고 커넥션을 넘기는 메서드와 넘기지 않는 메서드를 중복해서 만들어야 하는 등 여러가지 단점이 많다.

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 방식을 간단하게 설명하면 다음과 같다.

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.