스프링 트랜잭션

1.트랜잭션 추상화

서비스 계층에서 비지니스 로직을 위한 트랜잭션 구현 과정에서 특정 기술에 종속되는 코드가 많아진다.

이 문제를 해결하려면 트랜잭션을 다음과 같이 추상화하면 된다.

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

스프링은 이런 문제를 해결하기 위해 PlatformTransactionManager라는 인터페이스를 제공한다. 서비스 계층은 해당 인터페이스에 의존하기에 트랜잭션 기술 변경에 용이하다.

PlatformTransactionManager

public interface PlatformTransactionManager extends TransactionManager {
	TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition) throws TransactionException;
	void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
	void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

2.트랜잭션 매니저

스프링이 제공하는 트랜잭션 매니저는 다음 2가지 역할을 한다.

• 트랜잭션 추상화: 특정 데이터 접근 기술(JDBC, JPA, Hibernate 등)에 종속되지 않고, 통합된 방식으로 트랜잭션을 처리할 수 있도록 지원한다.
• 리소스 동기화: 트랜잭션이 유지되는 동안 동일한 Thread에서 사용되는 리소스(예: 데이터베이스 커넥션)를 관리하고 동기화한다.

트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저(Thread Local 사용)에 커넥션을 보관하고 Repository는 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 참조하여 트랜잭션을 작업을 수행한다. 이전처럼 메서드 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다. 트랜잭션이 종료되면 트랜잭션 매니저는 커넥션을 종료하고 리소스를 정리한다.

이러한 방식으로 트랜잭션 매니저는 Thread 단위의 트랜잭션 관리와 리소스 정리를 효과적으로 수행하며, 개발자는 트랜잭션 처리에 필요한 세부 사항을 간소화할 수 있다.

트랜잭션 매니저를 적용해보자.

2-1.Repository 구현

//변경사항 
private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs){
        JdbcUtils.closeResultSet(rs);
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);
        //주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면
        DataSourceUtils.releaseConnection(con,dataSource);
        //JdbcUtils.closeConnection(con);

}

private Connection getConnection() throws SQLException {
       // 주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
       Connection con = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
       log.info("get connection={},class={}",con,con.getClass());
       return con;
}

Thread별 동기화된 트랜잭션을 사용하려면 DataSourceUtils로 부터 커넥션을 얻어야 하고 close할때는, 컨텍스트에 맞는 JdbcUtils.closeConnection(con)가 아닌 DataSourceUtils.releaseConnection()를 사용한다.

2-2.Service 구현

//필드
private final PlatformTransactionManager transactionManager;

// 트랜잭션 시작
TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());

필드에 PlatformTransactionManager를 정의해서 TM을 외부에서 주입받는다. 또한 getTransaction()으로 트랜잭션을 시작하고, status를 반환받아 commit(status),rollback(status) 파라미터에 전달한다. 이렇게 되면 커넥션 관련 작업(파라미터 전달로 동기화,Close)과 JDBC 종속된 예외처리도 필요가 없이 단순해진다.

2-3.Test

@BeforeEach
void before(){
      DataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
      memberRepository = new MemberRepositoryV3(dataSource);
      PlatformTransactionManager transactionManager=new DataSourceTransactionManager(dataSource);
      memberService=new MemberServiceV3_1(transactionManager,memberRepository);
    }

new DataSourceTransactionManager(dataSource)는 JDBC용 트랜잭션 매니저를 가져온다. 트랜잭션 매니저는 Datasource를 통해 커넥션을 생성하므로 dataSource를 파라미터에 전달한다.

정리

1.서비스 계층에서 transactionManager.getTransaction() 호출해서 트랜잭션을 시작

2.트랜잭션 매니저는 DataSource를 사용해 커넥션을 생성

3.커넥션 수동 커밋 모드 전환

4.커넥션 트랜잭션 동기화 매니저에 보관

5.동기화 매니저는 멀티 Thread 환경에 안전한 ThreadLocal에 커넥션 보관

6.서비스에서 Repository 관련 메서드를 실행할때 DataSourceUtils.getConnection()를 통해 보관된 같은 커넥션을 사용

7.획득한 커넥션으로 SQL을 DB에 전달

8.트랜잭션 Commit,Rollback

9.리소스 정리(ThreadLocal,con.setAutocommit(true),con.close())

3.트랜잭션 템플릿

트랜잭션을 사용하는 로직을 살펴보면 try,catch,finally를 반복적으로 사용하여 유지보수성이 떨어진다. 이럴때 템플릿 콜백 패턴을 사용하면 해결할수 있다.

다음은 스프링이 콜백 패턴을 제공하는 트랜잭션 템플릿이다.

 public class TransactionTemplate {
 	private PlatformTransactionManager transactionManager;
 	public <T> T execute(TransactionCallback<T> action){..}
 	void executeWithoutResult(Consumer<TransactionStatus> action){..}
 }

• execute():응답 값이 있을때 사용한다.
• executeWithoutResult(): 응답 값이 없을때 사용한다.

트랜잭션 템플릿을 사용해서 반복되는 부분을 제거해보자.

public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money){
        // 트랜잭션 시작
        txTemplate.executeWithoutResult((status) ->{
            try {
                bizLogic(fromId,toId,money);
            }catch (SQLException e){
                throw new IllegalStateException(e);
            }
        });
    }

txTemplate 안에서 트랜잭션이 시작되고 로직이 성공적이면 Commit, 실패하면 Rollback 된다. 하지만 해당 코드에서도 부가적인 로직이 들어간다. 이렇게 비즈니스 로직과 트랜잭션을 처리하는 기술 로직이 한 곳에 있으면 두 관심사를 하나의 클래스에서 처리하게 된다. 결과적으로 코드를 유지보수하기 어려워진다. 해당 문제를 AOP와 Proxy로 해결할수 있다.

4.트랜잭션 AOP

프록시를 사용하면 트랜잭션을 처리하는 객체와 비즈니스 로직을 처리하는 서비스 객체를 명확하게 분리할 수 있다.

다음은 트랜잭션 프록시 코드이다.

 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);
        }
    }
 }

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

트랜잭션 AOP 적용

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

@Transactional은 메서드에 붙여도 되고 클래스에 붙여도 된다. 클래스에 붙이면 외부에서 호출 가능한 모든 public 메서드는 AOP 적용 대상이 된다.

@Transactional 테스트를 진행하기 위해 선행 작업이 필요하다.

• @SpringBootTest: 스프링 AOP를 적용하려면 스프링 컨테이너가 필요한데 테스트시 해당 애노테이션이 스프링 컨테이너를 생성해준다.
• @TestConfiguration: 스프링 부트의 빈에 필요한 빈을 등록하고 테스트 할수 있다.

@Autowired
private MemberRepositoryV3 memberRepository;
@Autowired
private MemberServiceV3_3 memberService;

@TestConfiguration
static class TestConfig{
      @Bean
      DataSource dataSource(){
          return new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
      }
      @Bean
      PlatformTransactionManager transactionManager(){
          return new DataSourceTransactionManager(dataSource());
      }
      @Bean
      MemberRepositoryV3 memberRepositoryV3(){
          return new MemberRepositoryV3(dataSource());
      }
      @Bean
      MemberServiceV3_3 memberServiceV3(){
          return new MemberServiceV3_3(memberRepositoryV3());
      }
  }

로그를 출력해보면,

스프링에서 @Transactional 애노테이션이 붙은 메서드를 테스트할 때, 실제로 Spring CGLIB 프록시 객체가 생성되어 동작한다. 이 프록시 객체는 서비스 객체를 상속받아 메서드를 오버라이드하며, 트랜잭션 관리를 추가로 처리한다. 결과적으로 의존관계 주입(@Autowired)을 프록시로 받게된다.

전체적인 그림은 다음과 같다.

• 선언적 트랜잭션 관리: @Transactional 애노테이션 하나만 선언해서 매우 편리하게 트랜잭션을 적용하는 것을 선언적 트랜잭션 관리라 한다.

• 프로그래밍 방식 트랜잭션 관리: 트랜잭션 매니저 또는 트랜잭션 템플릿 등을 사용해서 트랜잭션 관련 코드를 직접 작성하는 것을 프로그래밍 방식의 트랜잭션 관리라 한다.

5.스프링 부트 리소스 등록

스프링 부트는 개발자가 직접 dataSource,Transaction Manager를 빈으로 등록하지 않으면 자동으로 등록해준다. 자동으로 등록하는 빈 이름은 dataSource이고 application.properties에 url,username,password를 명시하면 된다.

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

데이터 소스는 기본적으로 커넥션풀을 제공하는 HikariDataSource이다.

트랜잭션 매니저는 PlatformTransactionManager를 자동으로 등록하고 빈 이름은 transactionManager이다. 어떤 트랜잭션 매니저를 선택할지는 현재 등록된 라이브러리를 보고 판단한다. 만일 여러개의 라이브러리가 존재한다면 JPA 트랜잭션 매니저 (JpaTransactionManager)를 등록해준다.