영속성 관리

JPA에서 가장 중요한 2가지

객체와 관계형 데이터베이스 매핑(Object Relational Mapping)
- 설계와 관련된 부분
- 정적인 내용
영속성 컨텍스트
- 실제 JPA가 내부적으로 어떻게 동작하는가에 관련된 부분

엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

엔티티 매니저

엔티티 매니저는 엔티티를 저장, 수정, 삭제, 조회 등 엔티티와 관련된 모든 일을 처리한다.

개발자 입장에서 엔티티를 저장하는 가상의 데이터베이스로 생각하면 편하다.

엔티티 매니저 팩토리

엔티티 매니저를 만드는 공장인데, 만드는 비용이 상당히 커서 애플리케이션 전체에서 1개만 만들어서 공유한다.

즉, 웹 애플리케이션이 실행될 때 엔티티 매니저가 같이 생성되고, 클라이언트의 요청이 올 때마다 엔티티 팩토리를 통해서 엔티티 매니저를 생성하는 것이다.

생성된 엔티티 매니저는 내부적으로 DB 커넥션을 사용해서 DB에 접근한다.

엔티티 매니저 팩토리는 스레드 안전하지만, 엔티티 매니저는 스레드가 안전하지 않다.

위 그림에서 EntityManager1은 아직 데이터베이스 커넥션을 사용하지 않는데, 엔티티 매니저는 데이터베이스 연결이 꼭 필요한시점까지 커넥션을 얻지 않는다.

참고로 JPA 구현체들은 엔티티 매니저 팩토리를 생성할 때 커넥션 풀도 만든다.

영속성 컨텍스트

JPA를 이해하는데 가장 중요한 용어인데, “엔티티를 영구 저장하는 환경” 이라는 뜻이다.

엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근할 수 있고, 영속성 컨텍스트 관리를 할 수 있다.

스프링 프레임워크에서 EntityManager를 주입 받아서 사용하면, 같은 트랜잭션 범위에 있는 EntityManager는 동일 영속성 컨텍스트에 접근한다.

따라서 동일한 @Transactional이면 같은 영속성 컨텍스트에 접근한다.

엔티티의 생명 주기

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

비영속

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

객체를 생성한 후 아직 영속성 컨텍스트에 저장되지 않은 상태
단순히 자바 객체를 생성하고, 초기화만 해준 상태
JPA에 의해 관리되고 있지 않는 상태

영속

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

//JPA 영속성 컨텍스트로의 접근은 엔티티 매니저를 통해서 한다
EntityManger em = emf.createEntityManger();
//JPA의 모든 데이터 변경은 트랜잭션 안에서 일어난다
em.getTransaction.begin();

//객체를 저장한 상태 (영속)
em.persist(member);

엔티티 매니저를 통해 영속성 컨텍스트에 접근
엔티티 매니저를 통해 member 엔티티 객체를 영속성 컨텍스트에 저장
영속성 컨텍스트 안에서 member 엔티티 객체가 관리된다.

준영속

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

영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태

삭제

//객체를 삭제한 상태(삭제), db 삭제를 요청하는 것
em.remove(member);

영속성 컨텍스트의 특징

영속성 컨텍스트와 식별자 값
- 영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값으로 구분하기 때문에 영속 상태는 식별자가 필요하다.
영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장
- JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티 데이터베이스에 반영한다.
영속성 컨텍스트의 이점
- 1차 캐시
- 동일성 보장
- 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
- 변경 감지
- 지연 로딩

엔티티 조회, 1차 캐시

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

//엔티티를 영속
em.persist(member);

영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있는데, 이것을 1차 캐시라고 한다. Member 엔티티를 영속 상태로 만들면 위 그림처럼 영속 컨텍스트에 저장된다.

즉, 영속 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있는데 키는 @Id로 매핑한 식별자이고, 값은 엔티티 인스턴스이다.

1차 캐시에서 조회

Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");

//1차 캐시에 저장됨
em.persist(member);

//1차 캐시에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, "member1");

JPA는 엔티티를 조회할 때 1차 캐시에서부터 찾는다.

1차 캐시에 해당하는 키 값을 가진 엔티티가 있으면, 1차 캐시에서 조회해 온다.

데이터베이스에서 조회

만약 em.find()를 호출했는데, 엔티티가 1차 캐시에 없으면 데이터베이스를 조회해서 엔티티를 생성하고, 1차 캐시에 저장한다.

한 트랜잭션 안에서만 효과가 있기 때문에 크게 성능의 이점이 있지는 않다.

영속 엔티티의 동일성 보장

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

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

1차 캐시에 “member1” 식별자를 가진 Member 엔티티가 있으면, 이를 몇 번이나 반복 호출해도 같은 엔티티 인스턴스를 반환하여 엔티티의 동일성을 보장한다.

JPA는 1차 캐시를 통해 반복 가능한 읽기(REPEATABLE READ)등급의 트랜잭션 격리 수준을 애플리케이션 차원에서 제공한다.

엔티티 등록 - 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
//엔티티 매니저는 데이터 변경시 트랜잭션을 시작해야함
transaction.begin(); // 트랜잭션 시작

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
//여기까지 INSERT SQL을 DB에 보내지 않음
//JPA가 쿼리를 쭉쭉 쌓고 있는다

//커밋하는 순간 DB에 INSERT SQL을 날린다
transaction.commit(); //트랜잭션 커밋

순서를 살펴보면, em.persist(memberA); 로 memberA를 1차 캐시에 넣는다.

1차 캐시에 저장됨과 동시에 JPA가 해당 엔티티를 분석해서 SQL을 생성한다.

생성한 SQL을 쓰기지연 SQL 저장소라는 곳에 쌓아둔다.

memberB도 1차 캐시에 넣는다.

INSERT SQL 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 쌓는다.

그럼 쿼리는 언제 날라가는 걸까?

트랜잭션을 커밋하면, 커밋하는 시점에 쓰기 지연 SQL 저장소에 있던 쿼리들이 flush되면서 날라간다.

그 뒤에 실제 DB 트랜잭션에 커밋된다.

그럼 왜 한꺼번에 모아서 날리는거지?

여기서 버퍼링이라는 기능이 나오는데,

만약 매번 엔티티를 영속화할 때마다 DB에 쿼리를 날린다고 가정하자.

그렇게 되면 최적화할 수 있는 여지 자체가 없어진다.

데이터베이스에 아무리 데이터를 많이 집어 넣어도 커밋을 안하면 DB에 반영되지 않는다. 따라서 커밋하기 직전에만 INSERT를 하면 된다.

커밋하기 직전에 위 그림의 쓰기 지연 SQL 저장소에 쿼리들이 쌓여 진다.

해당 쿼리들을 모아두었다가 한번에 날리는 것이다.

엔티티 수정 - 변경 감지

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

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

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

transaction.commit(); //트랜잭션 커밋

JPA는 커밋하는 시점에 내부적으로 flush()가 호출된다.
영속성 컨텍스트 flush()가 호출되면, JPA는 1차 캐시에 저장된 엔티티와 스냅샷을 비교한다.
스냅샷은 최초로 1차 캐시에 들어온 상태를 저장해 둔 것이다.
만약 스냅샷과 다른 부분이 있으면, JPA는 UPDATE 쿼리를 쓰기지연 SQL 저장소에 저장한다.
마지막으로 해당 쿼리를 DB에 반영하고(flush), 커밋을 하고 마친다.

엔티티 삭제

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

em.remove(memberA); //엔티티 삭제

플러시

플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다.

플러시를 실행하면 다음과 같은 일이 벌어진다.

변경 감지가 동작해서 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교해서 수정된 엔티티를 찾고, 수정 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한다.
쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송한다.

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법

em.flush(): 직접 호출
트랜잭션 커밋: 플러시 자동 호출
JPQL 쿼리 실행: 플러시 자동 호출

JPQL 쿼리 실행시 플러시 자동 호출 이유

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
em.persist(memberC);

//중간에 JPQL실행
query = em.createQuery("select m from Member m", Member.class);
List<Member> members = query.getResultList();

member A, B, C를 1차 캐시에만 저장하고, 바로 JPQL로 DB에서 모든 member 객체를 조회하면 A, B, C 값이 조회되지 않는다.

왜냐하면 DB에 반영이 안되어있기 때문이다.

즉, JPQL이 호출이 되면 실행전에 먼저 현재 1차 캐시 상태를 DB에 반영하는 flush가 자동으로 호출되는 것이다.

정리하면,

플러시는 영속성 컨텍스트를 비우지 않는다.

영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화 시킨다.

트랜잭션이라는 작업 단위가 중요 → 커밋 직전에만 동기화하면 된다.

준영속 상태

영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리(detached)된 것을 준영속 상태라고 한다.

즉, 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용하지 못한다.

준영속 상태로 만드는 방법

em.detach(entity): 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환
em.clear(): 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화
em.close(): 영속성 컨텍스트를 종료

준영속 상태의 특징

거의 비영속 상태에 가깝다.
식별자 값을 가지고 있다.
지연 로딩을 할 수 없다.
- 지연 로딩은 실제 객체 대신 프록시 객체를 로딩해 두고, 해당 객체를 사용할 때 영속성 컨텍스트를 통해 데이터를 불러오는 방법이다.

준영속 상태에서 다시 영속 상태로 변경하는 법

merge()를 사용해 병합을 시키면 된다.
병합은 비영속 엔티티도 영속 상태로 만들 수 있다.

참고 자료

PreviousJPA란?Next엔티티 매핑

Last updated 1 year ago