3장. 영속성 관리

프로그래밍/JPA

3장. 영속성 관리

Lim-Ky 2023. 8. 30. 20:09

엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저!

JPA가 제공하는 기능은 크게 2가지이다.
- 엔티티와 테이블을 매핑하는 설계 부분
- 매핑한 엔티티를 실제로 사용하는 부분

이번 장에서는 매핑한 엔티티를 엔티티 매니저를 통해 어떻게 사용하는지 알아보자.

엔티티 매니저가 하는 일
- 엔티티를 저장,수정,삭제,조회 등 엔티티 관련된 모든 일을 처리

개발자 입장에서 엔티티 매니저는 엔티티를 저장하는 가상의 데이터베이스로 생각하면 됨

엔티티 매니저 팩토리 생성 코드

공장생성 비용이 상당히 큼(따라서 어플리케이션 전체에서 한 개만 만들고 공유하는 전략을 취함)

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

공장에서 엔티티 매니저를 생성, 비용이 거의 들지 않는다.

반면 엔티티 매니저 팩토리는 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전하고, 서로 다른 스레드 간에 공유도 됨
엔티티 매니저는 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시에 문제가 발생하므로 스레드 간 절대 공유하면 안됨

EntityManager em = emf.createEntityManager();

엔티티 매니저는 데이터베이스 연결이 꼭 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않는다.
보통 트랜잭션이 시작할 때 커넥션을 획득함

엔티티의 생명주기!

엔티티에는 4가지 상태가 존재함

비영속(new/transient) : 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
영속(managed) : 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
준영속(detached) : 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
삭제(removed) : 삭제된 상태

비영속 상태

엔티티가 영속 컨텍스트와 아무 관계가 없는 상태...

영속 상태

엔티티 매니저를 통해 엔티티를 영속 컨텍스트에 저장한 상태
즉, 영속 컨텍스트를 통해 엔티티가 관리되는 상태

준영속 상태

영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으면 준영속 상태
detech(), close(), clear() 를 사용하면 준영속 상태를 만들 수 있음

삭제 상태

엔티티를 영속성 컨텍스트에와 데이터베이스에서 삭제한다.
remove()

영속성 컨텍스트의 특징

영속성 컨텍스트와 식별자 값

영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값(@Id로 테이블의 기본 키와 매핑한 값)으로 구분한다. 따라서 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다.

영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장

엔티티를 데이터베이스에 반영하는데 이것을 플러시(flush)라 한다.

영속성 컨텍스트 관리 장점

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

엔티티 조회

영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있는데 이것을 1차 캐시라 한다. 영속성 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있는데

키는 @Id로 매핑한 식별자고 값은 엔티티 인스턴스다

식별자 값은 데이터베이스 기본 키와 매핑되어 있다.

1차캐시

1차 캐시의 키는 식별자 값이다. 그리고 식별자 값은 데이터베이스 기본 키와 매핑되어 있음
find() 호출시 제일 먼저 1차캐시로에 엔티티가 있는지 찾고, 만약 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회한다.

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

//엔티티를 영속(1차 캐시에 저장) 
em.persist(member);

//1차 캐시에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, "Member1");

//1차 캐시에 없어 데이터베이스에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, "Member2");

캐시에서 조회되는 데이터는 데이터베이스까지 조회하지 않고 반환할 수 있어 성능상 이점이 있다.

영속 엔티티의 동일성 보장

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

System.out.println(a == b) // 동일성 보장

"em.find(Member.class, "member1")"를 반복 호출해도 영속성 컨텍스트는 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환한다.
따라서 영속성 컨텍스트는 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장한다.

엔티티 등록

엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스에 엔티티를 저장하지 않고 내부 쿼리 저장소에 INSERT SQL을 모아둔다.
이를 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이라 한다.
트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저는 우선 영속성 컨텍스트를 플러시한다.
플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업인데 이때 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 데이터베이스에 반영한다.
이 기능을 잘 활용하면 모아둔 등록 쿼리를 데이터베이스에 한 번에 전달해서 성능을 최적화할 수 있다. (불필요한 커밋없이 한 번의 커밋에 여러 SQL이 동작됨)

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

엔티티 수정

SQL을 사용하면 수정 쿼리를 직접 작성해야 한다. 그런데 프로젝트가 점점 커지고 요구사항이 늘어나면서 수정 쿼리도 점점 추가 된다.

결국 부담스러운 상황을 피하기 위해 수정 쿼리를 상황에 따라 계속해서 추가한다. 이런 개발 방식의 문제점은 수정 쿼리가 많아지는 것은 물론이고 비즈니스 로직을 분석하기 위해 SQL을 계속 확인해야 한다.

변경감지

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

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

memberA.setUsername("hi");
memberA.setAge(10);

transaction.commit();

위의 코드를 실행하면 데이터베이스까지 반영이 되어 데이터가 변경된 걸 확인할 수 있다. 이는 엔티티의 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능을 변경 감지라 한다.

트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저 내부에서 먼저 플러시가 호출된다.
엔티티와 스냅샷을 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다.
변경된 엔티티가 있으면 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 보낸다.
쓰기 지연 저장소의 SQL을 데이터베이스에 보낸다.
데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다.

변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다.

JPA는 변경감지가 일어나면 엔티티의 모든 필드를 업데이트한다. 이는 어떤 장점이 있을까?

모든 필드를 수정하면 수정 쿼리가 항상 같다. 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 수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성하는 전략을 선택하면 된다.

이때는 하이버네이트 확장 기능을 사용해야 한다.

엔티티 삭제

remove() 에 삭제 대상 엔티티를 넘겨주면 엔티티를 삭제한다.

물론 엔티티를 즉시 삭제하는 것이 아니라 삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한다.
이후 트랜잭션을 커밋해 플러시를 호출하면 실제 데이터베이스에 삭제 쿼리를 전달한다

플러시

플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다.

변경 감지가 동작해서 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교해서 수정된 엔티티를 찾는다. 수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한다.
쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송한다.
다시 한번 강조하면, 플러시라는 이름으로 인해 영속성 컨텍스트에 보관된 엔티티를 지운다고 생각하면 안된다.

영속성 컨텍스트의 변경내용을 데이터베이스에 동기화 하는 것이 플러시다.

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법은 3가지다.

em.flush()를 직접 호출한다.
트랜잭션 커밋 시 플러시가 자동 호출된다.
JPQL 쿼리 실행 시 플러시가 자동 호출된다. (JPQL은 영속성 컨텍스트에서 먼저 조회하지 않고 바로 데이터베이스에서 조회함)

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();

em.persist()를 호출해서 엔티티들을 영속 상태로 만든 후에, JPQL을 실행하면 어떻게 될까?

JPQL은 SQL로 변환되어 데이터베이스에서 엔티티를 조회하면 영속성 컨텍스트에 저장된 데이터가 조회된다.

이는 JPQL을 실행할 때도 플러시를 자동 호출하기 때문에 가능하다.

준영속

지금까지는 엔티티의 비영속 → 영속 → 삭제 상태 변화를 알아보았다.

이번엔 영속 → 준영속 상태 변화를 알아보자.

준영속 상태 : 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리된 것

따라서 준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다.

영속성 상태의 엔티티를 준영속 상태로 만드는 방법 3가지

em.detach(entity) : 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환한다.
em.clear() : 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화한다.
em.close() : 영속성 컨텍스트를 종료한다.

준영속 상태의 특징

거의 비영속 상태에 가깝다.

영속성 컨텍스트가 관리하지 않으므로 영속성 컨텍스트가 제공하는 어떠한 기능도 동작하지 않는다.(1차캐시, 쓰기 지연, 변경 감지, 지연 로딩)

식별자 값을 가지고 있다.

비영속 상태는 식별자 값이 없을 수도 있지만, 준영속 상태는 이미 한번 영속 상태였으므로 가진다.

지연 로딩을 할 수 없다.

실제 객체 대신 프록시 객체를 로딩해두고 해당 객체를 실제 사용할 때 영속성 컨텍스트를 통해 데이터를 불러오는 방법이다.
하지만, 비영속 상태에선 영속성 컨텍스트가 더는 관리하지 않으므로 지연 로딩 시 문제가 발생한다.

준영속 병합

준영속을 다시 영속상태로 바꾸는 일..(merge)

비영속 병합

비영속을 다시 영속상태로 바꾸는 일..(merge)