영속성 관리

JPA를 이해하는 데 중요한 것은 영속성 컨텍스트다. 이번 장을 통해 차근차근 알아보자.

1. 엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

2장에서 공부한 것을 다시 생각해보자. 먼저 엔티티 매니저 팩토리를 이렇게 생성했다.

// 공장 만들기, 비용이 아주 많이 든다.
EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpastudy");

META-INF/persistence.xml에 있는 정보를 가지고 EntityManagerFactory를 생성한다.

다음으로 엔티티 매니저를 생성해보자.

// 공장에서 엔티티 매니저 생성, 비용이 거의 안든다.
EntityManager em = emf.createEntityManager();

엔티티 매니저 팩토리는 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전하므로 서로 다른 스레드 간에 공유해도 되지만, 엔티티 매니저는 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시성 문제가 발생하므로 스레드 간에 절대 공유하면 안 된다.

그래서 EntityManagerFactory와 EntityManager가 영속성과 무슨 상관일까?

우리는 em.persist(member);라는 메서드를 통해 회원을 저장한다고 했지만, 정확히 말하면 persist() 메서드는 엔티티 매니저를 사용해서 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장하는 것이다.

2. 영속성 컨텍스트란?

엔티티를 영구 저장하는 환경

이것은 논리적인 개념에 가깝고 눈에 보이지도 않는다.

엔티티 매니저를 통해 영속성 컨텍스트에 접근할 수 있고, 관리할 수 있다.

3. 엔티티의 생명주기

비영속(new/transient)

영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태

// 객체를 생성한 상태
Memeber member = new Member();
member.setId("m1");
member.setUsername("회원1");

영속(managed)

영속성 컨텍스트에 저장된 상태

// 객체를 저장한 상태
em.persist(member);

엔티티 매니저를 통해 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장할 수 있다. 영속 상태라는 것은 이렇게 영속성 컨텍스트에 의해 엔티티를 관리한다는 의미이다.

준영속(detached)

영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태

// 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리
em.detch(member);

영속성 컨텍스트가 관리하던 엔티티를 관리하지 않으면 준영속 상태가 된다.

• 특정 엔티티를 준영속 상태로 만들려면 detch()
• 영속성 컨텍스트를 닫으려면 close()
• 영속성 컨텍스트를 초기화하려면 clear()

삭제(removed)

삭제된 상태

// 객체를 삭제
em.remove(member);

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제한다.

4. 영속성 컨텍스트의 특징

영속성 컨텍스트와 식별자 값

영속 상태는 식별자 값(@Id로 테이블의 기본 키와 매핑한 값)이 반드시 있어야 한다.

영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장

JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영하는데 이것을 플러시(flush)라 한다.

영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리할 때 장점

• 1차 캐시
• 동일성 보장
• 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지원
• 변경 감지
• 지연 로딩

1. 엔티티 조회

// 엔티티를 생성한 상태(비영속)
Memeber member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");

// 엔티티를 영속
em.persist(member);

먼저 1차 캐시에 회원 엔티티를 저장한다. 회원 엔티티는 아직 데이터베이스에 저장되지 않았다.

1차 캐시에서 조회

Member member = em.find(Member.class, "member1");

찾는 엔티티가 1차 캐시에 있기 때문에 1차 캐시에서 엔티티를 조회한다.

데이터베이스에서 조회

Member member = em.find(Member.class, "member2");

만약 1차 캐시에 없으면 엔티티 매니저는 데이터베이스를 조회해서 엔티티를 생성한다. 그리고 1차 캐시에 저장한 후에 영속 상태의 엔티티를 반환한다.

영속 엔티티의 동일성 보장

Memeber a = em.find(Member.class, "member1");
Memeber b = em.find(Member.class, "member2");

// 동일성 비교
System.out.println(a == b); // true

2. 엔티티 등록

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
// 엔티티 매니저는 데이터 변경 시 트랜잭션을 시작해야 한다.
transaction.begin(); // 트랜잭션 시작

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
// 여기까지 INSERT SQL을 데이터베이스에 보내지 않는다.

// 커밋하는 순간 데이터베이스에 INSERT SQL을 보낸다.
transaction.commit(); // 트랜잭션 커밋

그림으로 보자. 먼저 em.persist(memberA);를 하면 데이터베이스에 저장하지 않고 내부 쿼리 저장소에 모아둔다. 그리고 memberA가 영속화한 것을 볼 수 있다.

트랜잭션을 커밋할 때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보내는데 이것을 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(transactional write-behind)이라 한다.

다음은 em.persist(memberB);를 하자. memberA처럼 등록 쿼리를 쓰지 지연 SQL 저장소에 저장하고, memberB도 영속화했다.

트랜잭션을 커밋해보자. transaction.commit();를 실행하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트를 플러시(flush)한다.

플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업인데 이때 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 데이터베이스에 반영한다.

쓰기 지연 SQL 저장소에 있던 쿼리를 데이터베이스에 보내고, 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한 후에 실제 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다.

3. 엔티티 수정

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

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

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

transaction.commit(); // 트랜잭션 커밋

왜 em.update() 이런 메서드가 없을까? JPA는 엔티티를 조회해서 데이터만 변경하면 된다.

어떻게 가능할까? 엔티티의 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 변경 감지(dirty checking)라는 기능이 있기 때문이다. JPA는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장할 때 최초 상태를 저장하는 데 이것을 스냅샷이라고 한다. 그리고 플러시 시점에 스냅샷과 엔티티를 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다.

변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다.

JPA의 기본 전략

엔티티의 모든 필드를 업데이트한다.

무슨 소리일까? 만약 위의 코드를 실행한다면 이런 SQL 문이 반영될 것 같다.

UPDATE MEMBER
SET
	NAME=?,
	AGE=?
WHERE
	id=?

하지만 아니다.

UPDATE MEMBER
SET
	NAME=?,
	AGE=?,
	GRADE=?,
	...
WHERE
	id=?

이러면 데이터베이스에 보내는 데이터 전송량이 많다는 단점이 있지만, 다음과 같은 이유로 모든 필드를 업데이트한다.

• 모든 필드를 사용하면 수정 쿼리가 항상 같다(물론 바인딩되는 데이터는 다르다). 따라서 애플리케이션 로딩 시점에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 재사용할 수 있다.
• 데이터베이스에 동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 한 번 파싱된 쿼리를 재사용할 수 있다.

필드가 많거나 저장되는 내용이 너무 크면 하이버네이트 확장 기능을 사용해보자.

@Entity
@org.hibernate.annotation.DynamicUpdate
@Table(name = "Member")
public class Member {...}

수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성한다.

4. 엔티티 삭제

Member memberA = em.find(Member.class, "memberA"); // 삭제 대상 엔티티 조회
em.remove(memberA); // 엔티티 삭제

em.remove(memberA);를 실행하는 순간 memberA는 영속성 컨텍스트에서 제거된다. 하지만 등록과 비슷하게 삭제쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 저장한다. 그리고 트랜잭션이 커밋해서 플러시를 호출하면 실제 데이터베이스에 삭제 쿼리를 전달한다.

5.플러시

플러시(flush())는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다.

플러시 실행 시 일어나는 일

• 변경 감지가 동작.
• 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교.
• 수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록.
• 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송(등록, 수정, 삭제, 쿼리).

영속성 컨텍스트 플러시하는 방법

직접 호출

• em.flush() 직접 호출.
• 테스트나 다른 프레임워크와 JPA를 함께 사용할 때를 제외하고 거의 사용하지 않음.

트랜잭션 커밋 시 자동 호출

• JPA는 트랜잭션을 커밋할 때 플러시 자동 호출.
• 트랜잭션을 커밋하기 전에 꼭 플러시를 호출해서 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영해야 함.

JPQL 쿼리 실행 시 자동 호출

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();

persist()를 호출한 후 엔티티들은 영속성 컨텍스트에 있지만, 데이터베이스에는 없어서 JPQL를 실행하면 데이터베이스를 조회할 것이다. 따라서 쿼리를 실행하기 직전에 영속성 컨텍스트를 플러시하여 변경 내용을 데이터베이스에 반영해야 할 것이다. JPA는 이런 문제를 예방하기 위해 JPQL을 실행할 때도 플러시를 자동 호출한다.

플러시 모드 옵션

• FlushModeType.AUTO: 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시(기본값)
• FlushModeType.COMMIT: 커밋 할 때만 플러시

플러시라는 이름으로 인해 영속성 컨텍스트에 보관된 엔티티를 지운다고 생각하면 안 된다. 다시 한 번 강조하지만 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 것이 플러시다.

6. 준영속

영속성 콘텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리된 것을 준영속 상태라 한다. 따라서 준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다.

1. 엔티티를 준영속 상태로 전환: detch()

em.detch() 메서드는 특정 엔티티를 준영속 상태로 만든다.

// 회원 엔티티 생성, 비영속 상태
Member member = new Member();
member.setId("memberA");
member.setUsername("회원A");

// 회원 엔티티 영속 상태
em.persist(member);

// 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리, 준영속 상태
em.detch(member);

// 트랜잭션 커밋
transaction.commit();

em.detch()를 호출하면 1차 캐시부터 쓰기 지연 SQL 저장소까지 해당 엔티티를 관리하는 모든 정보가 제거된다.

2. 영속성 컨텍스트 초기화: clear()

em.clear() 메서드는 영속성 컨텍스트를 초기화해서 해당 영속성 컨텍스트의 모든 엔티티를 준영속 상태로 만든다.

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

// 영속성 컨텍스트 초기화
em.clear();

// 준영속 상태
member.serUsername("changeName");

따라서 member.serUsername("changeName");는 준영속 상태가 되고, 변경감지가 동작하지 않는다(데이터베이스 반영 X). 이는 영속성 컨텍스트를 제거하고 새로 만든 것과 같다.

3. 영속성 컨텍스트 종료: close()

em.close() 메서드는 영속성 컨텍스트를 종료하여 해당 영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티가 모두 준영속 상태가 된다.

EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpastudy");

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();

// 트랜잭션 시작
transaction.begin();

Member memberA = em.find(Member.class, "memberA");
Member memberB = em.find(Member.class, "memberB");

// 트랜잭션 커밋
transaction.commit();

// 영속성 컨텍스트 닫기(종료)
em.close();

그러면 clear()와 close()의 차이는 무엇일까?

clear()는 영속성 컨텍스트를 제거하고 새로 만든 것과 같다고 close()는 닫으면 영속성 컨텍스트가 종료했기 때문에 EntityManager를 다시 만들어야 한다고 생각한다(저의 생각입니다😊).

4. 준영속 상태의 특징

거의 비영속 상태에 가깝다.

• 1차 캐시, 쓰기 지연, 변경 감지, 지연 로딩을 포함한 영속성 컨텍스트가 제공하는 어떠한 기능도 동작하지 않음.

식별자 값을 가지고 있다.

• 한 번 영속 상태였기 때문에 반드시 식별자 값을 가지고 있어야 함.

지연 로딩을 할 수 없다.

• 준영속 상태는 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으므로 지연 로딩 시 문제 발생.

5. 병합: merge()

em.merge() 메서드는 준영속 상태의 엔티티를 받아서 그 정보로 새로운 영속 상태의 엔티티를 반환한다.

// ...
// 영속성 컨텍스트1 종료한 상태
// member는 준영속 상태

member.setUsername("회원명변경");

// 영속성 컨텍스트2 시작
EntityManager em2 = emf.createEntityManager();
EntityTransaction tx2 = em2.getTransaction();

tx2.begin();
Member mergeMember = em2.merge(member);
tx2.commit();

// 준영속 상태
System.out.println("member = " + member.getUsername());

// 영속 상태
System.out.println("mergeMember = " + mergeMember.getUsername());

System.out.println("em2 contains member = " + em2.contains(member));
System.out.println("em2 contains mergeMember = " + em2.contains(mergeMember));

// 영속성 컨텍스트2 종료
em2.close();

어떤 결과를 출력할까?

member = 회원명변경
mergeMember = 회원명변경
em2 contains member = false
em2 contains mergeMember = true

member.setUsername("회원명변경")로 member의 Username은 바뀌지만 준영속 상태이기 때문에 데이터베이스에는 적용되지 않는다.

em2.merge(member)로 1차 캐시에 member가 없는 것을 확인하고 DB를 조회한다. 조회한 엔티티를 1차 캐시에 저장하고 반환(mergeMember)한다.

contains는 파라미터로 넘어온 엔티티가 관리를 받고 있는지 확인하는 메서드이다. 따라서 준영속 상태인 member는 false, merge() 메서드 반환 값인 mergeMember는 true가 나온 것이다.

만약 준영속 상태 변수를 영속 상태로 변경된 엔티티를 참조하게 하고 싶으면 다음과 같이 하면 된다.

member = em2.merge(member); // 준영속 상태 변수에 merge() 반환값을 저장한다.

비영속 병합

병합은 비영속 엔티티도 영속 상태로 만들 수 있다.

Member member = new Member();
Member newMember = em.merge(member); // 비영속 병합
tx.commit();

병합은 준영속, 비영속을 신경 쓰지 않는다.