문제점들
애플리케이션 구조
여러가지 애플리케이션 구조가 있지만, 가장 단순하면서 많이 사용하는 방법은 역할에 따라 3가지 계층으로 나누는 것이다.
- 프레젠테이션 계층
- UI와 관련된 처리 담당
- 웹 요청과 응답
- 사용자 요청을 검증
- 주 사용 기술: 서블릿과 HTTP 같은 웹 기술, 스프링 MVC
- 서비스 계층
- 비즈니스 로직을 담당
- 주 사용 기술: 가급적 특정 기술에 의존하지 않고, 순수 자바 코드로 작성
- 데이터 접근 계층
- 실제 데이터베이스에 접근하는 코드
- 주 사용 기술: JDBC, JPA, File, Redis, Mongo ...
서비스 계층은 가급적 비즈니스 로직만 구현하고 특정 구현 기술에 직접 의존해서는 안된다. 이렇게 하면 향후 구현 기술이 변경될 때 변경의 영향 범위를 최소화 할 수 있다.
스프링과 문제 해결
스프링은 서비스 계층을 순수하게 유지하면서, 지금까지 이야기한 문제들을 해결할 수 있는 다양한 방법과 기술들을 제공한다.
트랜잭션 추상화
구현 기술에 따른 트랜잭션 사용법
- 트랜잭션은 원자적 단위의 비즈니스 로직을 처리하기 위해 사용한다.
- 구현 기술마다 트랜잭션을 사용하는 방법이 다르다.
- JDBC: con.setAutoCommit(false)
- JPA: transaction.begin()
JDBC 기술을 사용하다가 JPA 기술로 변경하게 되면 서비스 계층의 코드도 JPA 기술을 사용하도록 함께 수정해야 한다. (단일 책임 원칙 위배)
이 문제를 해결하려면 트랜잭션 기능을 추상화하면 된다.
아주 단순하게 생각하면 다음과 같은 인터페이스를 만들어서 사용하면 된다.
public interface TxManager {
begin();
commit();
rollback();
}
- 서비스는 특정 트랜잭션 기술에 직접 의존하는 것이 아니라, TxManager라는 추상화된 인터페이스에 의존한다. 이제 원하는 구현체를 DI를 통해서 주입하면 된다.
- 클라이언트인 서비스는 인터페이스에 의존하고 DI를 사용한 덕분에 OCP 원칙을 지키게 되었다. 이제 트랜잭션을 사용하는 서비스 코드를 전혀 변경하지 않고, 트랜잭션 기술을 마음껏 변경할 수 있다.
스프링의 트랜잭션 추상화
스프링은 이미 이런 고민을 다 해두었다. 우리는 스프링이 제공하는 트랜잭션 추상화 기술을 사용하면 된다. 심지어 데이터 접근 기술에 따른 트랜잭션 구현체도 대부분 만들어두어서 사용하기만 하면 된다.
트랜잭션 동기화
스프링이 제공하는 트랜잭션 매니저는 크게 2가지 역할을 한다.
- 트랜잭션 동기화
- 리소스 동기화
리소스 동기화
트랜잭션을 유지하려면 트랜잭션의 시작부터 끝까지 같은 데이터베이스 커넥션을 유지해야한다. 결국 같은 커넥션을 동기화(맞추어 사용)하기 위해서 이전에는 파라미터로 커넥션을 전달하는 방법을 사용했다.
파라미터로 커넥션을 전달하는 방법은 코드가 지저분해지는 것은 물론이고, 커넥션을 넘기는 메서드와 넘기지 않는 메서드를 중복해서 만들어야 하는 등 여러가지 단점들이 많다.
- 스프링은 트랜잭션 동기화 매니저를 제공한다. 이것은 쓰레드 로컬을 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 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다.
동작 방식
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 매니어제 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.
@Slf4j
public class MemberRepositoryV3 {
private final DataSource dataSource;
public MemberRepositoryV3(DataSource dataSource) {
this.dataSource = dataSource;
}
public Member save(Member member) throws SQLException {
String sql = "insert into member(member_id, money) values (?, ?)";
Connection conn = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
conn = getConnection();
pstmt = conn.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, member.getMemberId());
pstmt.setInt(2, member.getMoney());
pstmt.executeUpdate();
return member;
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(conn, pstmt, null);
}
}
public Member findById(String memberId) throws SQLException {
String sql = "select * from member where member_id = ?";
Connection conn = null;
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
conn = getConnection();
pstmt = conn.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, memberId);
rs = pstmt.executeQuery();
if (rs.next()) {
Member member = new Member();
member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
member.setMoney(rs.getInt("money"));
return member;
} else {
throw new NoSuchElementException("member not found memberId=" + memberId);
}
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(conn, pstmt, rs);
}
}
public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
String sql = "update member set money = ? where member_id = ?";
Connection conn = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
conn = getConnection();
pstmt = conn.prepareStatement(sql);
pstmt.setInt(1, money);
pstmt.setString(2, memberId);
int resultSize = pstmt.executeUpdate();
log.info("resultSize={}", resultSize);
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(conn, pstmt, null);
}
}
public void delete(String memberId) throws SQLException {
String sql = "delete from member where member_id = ?";
Connection conn = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
conn = getConnection();
pstmt = conn.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, memberId);
pstmt.executeUpdate();
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(conn, pstmt, null);
}
}
private void close(Connection conn, PreparedStatement stmt, ResultSet rs) {
JdbcUtils.closeResultSet(rs);
JdbcUtils.closeStatement(stmt);
// 주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
DataSourceUtils.releaseConnection(conn, dataSource);
//JdbcUtils.closeConnection(conn);
}
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;
}
}
DataSourceUtils.getConnection()
- DataSourceUtils.getConnection()은 다음과 같이 동작한다.
- 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 있으면 해당 커넥션을 반환한다.
- 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 새로운 커넥션을 생성해서 반환한다.
DataSourceUtils.releaseConnection()
- 커넥션을 con.close()를 사용해서 직접 닫아버리면 커넥션이 유지되지 않는 문제가 발생한다. 이 커넥션은 이후 로직은 물론이고, 트랜잭션을 종료(커밋, 롤백)할 때 까지 살아있어야 한다.
- DataSourceUtils.releaseConnection()을 사용하면 커넥션을 바로 닫는 것이 아니다.
- 트랜잭션을 사용하기 위해 동기화된 커넥션은 커넥션을 닫지 않고 그대로 유지해준다.
- 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 해당 커넥션을 닫는다.
위 코드를 보면 try catch 패턴이 계속 반복된다.
- 이런 형태는 각각의 서비스에서 반복된다. 달라지는 부분은 비즈니스 로직 뿐이다.
- 이럴 때 템플릿 콜백 패턴을 활용하면 반복 문제를 깔끔하게 해결할 수 있다.
트랜잭션 템플릿
템플릿 콜백 패턴을 적용하려면 템플릿을 제공하는 클래스를 작성해야 하는데, 스프링은 TransactionTemplate라는 템플릿 클래스를 제공한다.
@Slf4j
public class MemberServiceV3_2 {
//private final PlatformTransactionManager transactionManager;
private final TransactionTemplate txTemplate;
private final MemberRepositoryV3 memberRepository;
public MemberServiceV3_2(PlatformTransactionManager transactionManager, MemberRepositoryV3 memberRepository) {
this.txTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager);
this.memberRepository = memberRepository;
}
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
txTemplate.executeWithoutResult((status) -> {
try {
bizLogic(fromId, toId, money);
} catch (SQLException e) {
throw new IllegalStateException(e);
}
});
}
private void bizLogic(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
// 비즈니스 로직
Member fromMember = memberRepository.findById(fromId);
Member toMember = memberRepository.findById(toId);
memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
validation(toMember);
memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
}
private static void validation(Member toMember) {
if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
}
}
}- 트랜잭션 템플릿 덕분에 트랜잭션을 시작하고, 커밋하거나 롤백하는 코드가 모두 제거되었다.
- 트랜잭션 템플릿의 기본 동작은 다음과 같다.
- 비즈니스 로직이 정상 수행되면 커밋한다.
- 언체크 예외가 발생하면 롤백한다. 그 외의 경우 커밋한다.
- 코드에서 예외를 처리하기 위해 try ~ catch가 들어갔는데, bizLogic() 메서드를 호출하면 SQLException 체크 예외를 넘겨준다. 해당 람다에서 체크 예외를 밖으로 던질 수 없기 때문에 언체크 예외로 바꾸어 던지도록 예외를 전환했다.
정리
- 트랜잭션 템플릿 덕분에, 트랜잭션을 사용할 때 반복하는 코드를 제거할 수 있었다.
- 하지만 이곳은 서비스 로직인데 비즈니스 로직 뿐만 아니라 트랜잭션을 처리하는 기술 로직이 함께 포함되어 있다.
- 애플리케이션을 구성하는 로직을 핵심 기능과 부가 기능으로 구분하자면 서비스 입장에서 비즈니스 로직은 핵심 기능이고, 트랜잭션은 부가 기능이다.
- 이렇게 비즈니스 로직과 트랜잭션을 처리하는 기술 로직이 한 곳에 있으면 두 관심사를 하나의 클래스에서 처리하게 된다. 결과적으로 코드를 유지보수하기 어려워진다.
- 서비스 로직은 가급적 핵심 비즈니스 로직만 있어야 한다. 하지만 트랜잭션 기술을 사용하려면 어쩔 수 없이 트랜잭션 코드가 나와야 한다. 어떻게 하면 이 문제를 해결할 수 있을까?
참고자료: 스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리(인프런 김영한)