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[JPA] Chapter 3 영속성 관리

은 딩 2023. 5. 5. 01:48

아래 내용은 김영한님의 '자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍' 책의 내용을 요약하였습니다.

Chapter 3 영속성 관리

JPA가 제공하는 기능

엔티티와 테이블을 매핑하는 설계 부분
매핑한 엔티티를 실제 사용하는 부분

엔티티 매니저

엔티티를 저장, 수정, 삭제, 조회 등 엔티티와 관련된 모든 일 처리
엔티티 관리자
개발자 입장 : 엔티티를 저장하는 가상의 데이터베이스

3.1 엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

DB를 하나만 사용하는 애플리케이션은 일반적으로 Entity Manager Factory를 하나만 생성
필요할 때마다 엔티티 매니저 팩토리에서 엔티티 매니저를 생성하면 된다. 공장 생성(비용 많이 든다.) → 매니저 생성(비용 거의 안 든다.)
엔티티 매니저 팩토리는 엔티티 매니저를 만드는 공장인데 공장을 만드는 비용이 상당히 커서 한 개만 만들어, 애플리케이션 전체에서 공유하도록 설계되어 있다
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 안된다.
엔티티 매니저는 데이터베이스 연결이 꼭 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않는다. ex) 트랙잭션을 시작할 때 커넥션을 획득한다.

3.2 영속성 컨텍스트란?

JPA를 이해하는 데 가장 중요한 용어는 영속성 컨텍스트(persistence context) 즉, 엔티티를 영구 저장하는 환경
엔티티 매니저로 엔티티를 저장하거나 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리
persist() 메소드는 엔티티 매니저를 사용해서 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장
영속성 컨텍스트는 엔티티 매니저를 생성할 때 하나 만들어짐
또한, 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근할 수 있고, 영속성 컨텍스트를 관리할 수 있음.

+) 여러 엔티티 매니저가 같은 영속성 컨텍스트에 접근할 수도 있지만 지금은 하나의 엔티티 매니저에 하나의 영속성 컨텍스트가 만들어진다고 생각하자,,

3.3 엔티티의 생명주기

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

엔티티 객체를 생성.
순수한 객체 상태, 아직 저장하지 않음.
영속성 컨텍스트나 데이터베이스와 상관없음.

// 객체를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId(100L);
member.setUsername("회원1");

→ em.persist() 호출 전, 비영속 상태

영속

엔티티 매니저를 통해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장
영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티를 영속 상태
영속 상태라는 것은 영속성 컨텍스트에 의해 관리된다는 뜻
em.find()나 JPQL을 사용해서 조회한 엔티티도 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태

// 객체를 저장한 상태(영속)
em.persist(member);

→ em.persist(0 호출 후, 영속 상태

준영속

영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 관리하지 않으면 준영속 상태가 됨
특정 엔티티를 준영속 상태로 만들려면 em.detach() 호출
em.close()를 호출해서 영속성 컨텍스트를 닫음
em.clear()를 호출해서 영속성 컨텍스트를 초기화

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

삭제

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이타베이스에서 삭제.

// 객체를 삭제한 상태(삭제)
em.remove(member);

3.4 영속성 컨텍스트의 특징

영속성 컨텍스트와 식별자 값
- 영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값(@ID로 테이블의 기본 키와 매핑한 값)으로 구분
- 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다.
영속성 컨텍스트와 DB 저장
- 영속성 컨텍스트에 엔티티를 저장하면 이 엔티티는 언제 DB에 저장될까?
  - JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영(flush)
영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하면 다음과 같은 장점
- 1차 캐시
- 동일성 보장
- 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
- 변경 감지
- 지연 로딩

3.4.1 엔티티 조회

영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있음(1차 캐시)
- 영속상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장됨
영속성 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있는데
- key는 @id로 매핑한 식별자
- value는 엔티티 인스턴스

// 엔티티를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId(100L);
member.setUsername("회원1");

// 엔티티 영속
em.persist(member);

→ 실행하면, 1차 캐시에 회원 엔티티를 저장(아직 DB에 저장X)

1차 캐시의 키는 식별자 값
식별자 값은 데이타베이스 기본 키와 매핑
영속성 컨텍스트에 데이터를 저장하고 조회하는 모든 기준은 데이타베이스 기본 키 값
엔티티 조회

Member member = em.find(Member.class, 100L);

→ find() 메소드를 보면 첫 번째 파라미터는 엔티티 클래스의 타입, 두번째는 조회할 엔티티의 식별자 값(1차 캐시의 키)

em.find() 호출 => 1차 캐시에서 엔티티 조회
찾는 엔티티가 1차 캐시에 없으면 데이터베이스 조회

1차 캐시에서 조회

em.find()를 호출
- 1차 캐시에서 식별자 값으로 엔티티를 찾은 후
- 데이터베이스를 조회하지 않고 메모리에 있는 1차 캐시에서 엔티티를 조회

Member member = new Member();
member.setId(100L);
member.setUsername("회원1");

// 1차 캐시에 저장됨
em.persist(member);

// 1차 캐시에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, 100L);

데이터베이스에서 조회

em.find()를 호출했는데 엔티티가 1차 캐시에 없으면
- 엔티티 매니저는 데이터베이스를 조회해서 엔티티를 생성
- 1차 캐시에 저장한 후에 영속 상태의 엔티티를 반환

em.find(Member.class, “member2”)를 실행.
member2가 1차 캐시에 없으므로 데이터베이스에서 조회.
조회한 데이터로 member2 엔티티를 생성해서 1차 캐시에 저장한다.(영속상태)
조회한 엔티티를 반환

성능상 이점
- 찾으려는 엔티티 인스턴스가 1차 캐시에 있으므로 조회하면 메모리에 있는 1차 캐시에서 바로 불러온다.

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

결과는 "참"
둘은 같은 인스턴스
영속성 컨텍스트는 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장

3.4.2 엔티티 등록

엔티티 등록 코드

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 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스의 엔티티를 저장하지 않음.
내부 쿼리 저장소에 INSERT SQL을 차곡차곡 모아둔다.
트랜잭션 커밋할 때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보낸다.
트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저는 우선 영속성 컨텍스트를 플러시
- 플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 DB에 동기화하는 작업
- 이때 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 DB에 반영함.
- SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터베이스에 보냄
이렇게 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한 후에 실제 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다.

트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이 가능한 이유

등록 쿼리를 그때 그때 데이타베이스에 전달해도 트랜잭션을 커밋하지 않으면 아무 소용이 없음.
어떻게든 커밋 직전에만 데이터베이스에 SQL을 전달하면 된다.

3.4.3 엔티티 수정

변경 감지

엔티티의 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능을 변경 감지(dirty checking)
스냅샷
- JPA는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때, 최초 상태를 복사해서 저장
- 플러시 시점에 스냅샷과 엔티티를 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다.
수정순서

트랜잭션 커밋 -> 엔티티 매니저 내부에서 먼저 플러시(flush())가 호출
엔티티와 스냅샷을 비교해서 변경된 엔티티 찾는다.
변경된 엔티티가 있으면 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소로 보낸다.
쓰기 지연 저장소의 SQL을 데이터베이스로 보낸다.
데이터베이스 트랜잭션을 커밋

변경감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다.

업데이트 기본 전략

JPA의 기본전략은 모든 필드를 업데이트한다.

모든 필드를 사용하면 수정 쿼리가 항상 같음.
동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 파싱된 쿼리는 재사용.

필드가 많거나 저장되는 내용이 큰 경우

하이버네이트 확장 기능 사용

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

수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성

3.4.4 엔티티 삭제

엔티티를 삭제하려면 먼저 삭제 대상 엔티티를 조회해야 한다.

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

엔티티를 즉시 삭제하는 것이 아님
삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록
em.remove(memberA)를 호출하는 순간 영속성 컨텍스트에서 제거

3.5 플러시

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

플러시 실행

변경 감지 동작. 모든 엔티티를 스냅샷과 비교.
수정된 엔티티는 수정쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소 등록.
쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송.
- 등록, 수정, 삭제 쿼리

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법

em.flush()를 직접 호출
- 직접 호출해서 영속성 컨텍스트를 강제로 플러시
- 테스트나 다른 프레임워크와 JPA를 함께 사용할 때를 제외하고 거의 사용X
트랜잭션 커밋 시 플러시가 자동 호출
- 데이터베이스에 변경 내용을 SQL로 전달하지 않고 트랜잭션만 커밋하면 어떤 데이터도 데이터 베이스에 반영되지 않는다.
- 따라서 트랜잭션을 커밋하기 전에 꼭 플러시를 호출해서 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영해야 한다.
- JPA는 이런 문제를 예방하기 위해 트린잭션 커밋할 때 플러시 자동 호출
JPQL 쿼리 실행 시 플러시가 자동 호출
- memberA, memberB, memberC는 데이터베이스에 없음.
  - 반영X
- 이런 문제를 해결하기 위해 JPQL 실행 시에 플러시 자동 호출.
  - memberA, memberB, memberC는 쿼리 결과에 포함.
+) 식별자를 기준으로 조회하는 find() 메소드를 호출할 때는 플러시 실행X
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();

3.5.1 플러시 모드 옵션

별도로 설정하지 않으면 AUTO 동작
대부분 AUTO 기본 설정을 그대로 사용.

모드 설명

FlushModeType.AUTO	커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시(기본값)
FlushModeType.COMMIT	커밋할 때만 플러시

플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화.

영속성 컨텍스트에 보관된 엔티티를 지우는 것이 아님.

3.6 준영속

준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다.
영속상태 → 준영속 상태로 만드는 방법

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

3.6.1 엔티티를 준영속 상태로 전환: detach()

이 메소드를 호출하는 순간 1차 캐시부터 쓰기 지연 SQL 저장소까지 해당 엔티티를 관리하기 위한 모든 정보 제거
영속 상태였다가 더는 영속성 컨텍스트가 관리하지 않는 상태를 준영속 상태
- 준영속 상태는 영속성 컨택스트로부터 분리(detached)된 상태

3.6.2 영속성 컨텍스트 초기화: clear()

영속성 컨텍스트를 초기화해서 해당 영속성 컨텍스트의 모든 엔티티를 준영속 상태로 만든다.
영속성 컨텍스트를 제거하고 새로 만든 것과 같음

3.6.3 영속성 컨텍스트 종료: close()

영속성 컨텍스트를 종료하면 해당 영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티가 모두 준영속 상태가 된다.

+) 영속 상태의 엔티티는 주로 영속성 컨텍스트가 종료되면서 준영속 상태가 된다. 개발자가 직접 준영속 상태로 만드는 일은 드물다.

3.6.4 준영속 상태의 특징

거의 비영속 상태에 가깝다.
- 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으므로 1차 캐시, 쓰기 지연, 변경 감지, 지연 로딩을 포함한 영속성 컨텍스트가 제공하는 어떠한 기능도 동작하지 않는다.
식별자 값을 가지고 있다
- 비영속 상태는 식별자 값이 없을 수도 있지만, 준영속 상태는 영속 상태였으므로 반드시 식별자 값을 가지고 있다.
지연 로딩을 할 수 없다.
- 지연로딩(Lazy Loading)은 실제 객체 대신 프록시 객체를 로딩해두고 해당 객체를 사용할 때 영속성 컨텍스트를 통해 데이터를 불러오는 방법

3.6.5 병합: merge()

준영속 상태의 엔티티를 다시 영속 상태로 변경하려면 병합을 사용
merge() 메소드는 준영속 상태의 엔티티를 받아서 그 정보로 새로운 영속 상태의 엔티티를 반환

// merge() 메소드 정의
public <T> T merge(T entity);

// 사용 예
Member mergeMember = em.merge(member);

준영속 병합

**merge()**를 실행한다.
파라미터로 넘어온 준영속 엔티티의 식별자 값으로 1차 캐시에서 엔티티를 조회
만약 1차 캐시에 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 엔티티를 조회하고 1차 캐시에 저장
조회한 영속 엔티티(mergeMember)에 member 엔티티의 값을 채워 넣는다.(member 엔티티의 모든 값을 mergeMember에 밀어넣는다. 이때 mergeMember의 "회원1"이라는 이름이 "회원명 변경"으로 바뀐다.
mergeMember를 반환.

비영속 병합

비영속 엔티티도 영속 상태로 만들 수 있다.

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

파라미터로 넘어온 엔티티의 식별자 값으로 영속성 컨텍스트를 조회.
엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회.
데이터베이스에서도 발견하지 못하면 새로운 엔티티를 생성해서 병합.

병합은 준영속, 비영속을 신경쓰지 않는다.

식별자 값으로 엔티티를 조회할 수 있으면 불러서 병합.

조회할 수 없으면 새로 생성해서 병합.

따라서, 병합은 save or update 기능을 수행

3.7 정리

엔티티 매니저는 엔티티 매니저 팩토리에서 생성
영속성 매니저 만들면 그 내부에 영속성 컨텍스트도 함께 만들어진다.
- 엔티티 매니저를 통해서 접근 가능
영속성 컨텍스트는 애플리케이션과 데이터베이스 사이에서 객체를 보관하는 가상의 데이터베이스 같은 역할
- 영속성 컨텍스트 덕분에 1차캐시, 동일성 보장, 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연, 변경 감지, 지연 로딩 기능을 사용할 수 있다.
영속성 컨텍스트에 저장한 엔티티는 플러시 시점에 데이터베이스에 반영되는데 일반적으로 트랜잭션을 커밋할 때 영속성 컨텍스트가 플러시된다.

Reference)

자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 김영한 지음

저작자표시 비영리 변경금지