영속성 관리 - 내부 동작 방식

1. 영속성 컨텍스트

JPA 에서 가장 중요한 2가지

• 객체와 관계형 데이터베이스 매핑하기

• 영속성 컨텍스트

엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

• 엔티티 매니저 팩토리는 요청이 올 때마다 엔티티 매니저를 생성하게 되고,

• 엔티티 매니저는 커넥션 풀을 사용하여 DB 를 사용하게 된다.

영속성 컨텍스트?

• JPA 를 이해하는데 가장 중요한 용어

• "엔티티를 영구 저장하는 환경" 이라는 뜻

• EntityManager.persist(entity);

엔티티 메니저? 영속성 컨텍스트?

• 영속성 컨텍스트는 논리적인 개념

• 눈에 보이지 않는다.

• 엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근한다.

엔티티의 생명주기

• 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"); 

• 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태

• 엔티티 객체를 생성하기만 한 상태

영속

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

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

// 객체를 저장한 상태(영속) 
em.persist(member); 

• 영속성 컨텍스트에 관리되는 상태

• 엔티티 매니저에 엔티티를 전달한 상태

준영속, 삭제

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

// 객체를 삭제한 상태(삭제) 
em.remove(member); 

영속성 컨텍스트의 이점

• 1차 캐시

• 동일성(identity) 보장

• 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(transactional write-behind)

• 변경 감지(Dirty Checking)

1차 캐시 (엔티티 조회)

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

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

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

// 데이터베이스에서 조회 
Member findMember2 = em.find(Member.class, "member2"); 

• JPA 는 기본적으로 1차 캐시에 저장하기 때문에, 1차 캐시에 데이터가 있다면 DB 에 SELETE 쿼리를 날리지 않는다.

• 기본적으로는 1차 캐시에서 조회하고, 1차 캐시에 데이터가 없을때 DB 에 SELECT 쿼리를 날린다.

  • DB 에 SELECT 쿼리를 날린 후, 쿼리 결과를 1차 캐시에 저장한다.

• 조회시 이점을 얻을 수 있다. (사실 고객의 요청이 끝나면 영속성 컨텍스트를 지우기 때문에, 큰 도움은 안된다..)

영속 엔티티의 동일성 보장

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

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

• 1차 캐시로 반복 가능한 읽기(Repeatable Read) 등급의 트랜잭션 격리 수준을 데이터베이스가 아닌 애플리케이션 차원에서 제공한다.

트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연 (엔티티 등록)

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

// 엔티티 매니저는 데이터 변경시 트랜잭션을 시작해야 한다. 
transaction.begin(); 

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

// 커밋하는 순간 데이터베이스에 INSERT 쿼리를 보낸다. 
transaction.commit(); 

• 커밋 시점에 한번에 쿼리를 보냄으로써 쿼리를 쓰는 과정을 지연할 수 있다.

<property name="hibernate.jdbc.batch_size" value="10"/>

• hibernate.jdbc.batch_size 설정을 사용하면 flush 시 I/O 단위를 설정할 수 있다.

• 설정하지 않는다면 기본값인 1이 설정된다.

• 작은 설정으로 큰 효과를 낼 수 있다는 건 매우 큰 장점이다!

변경 감지(Dirty Checking)

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

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

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

// em.update(member) 이런 코드가 있어야 할 것 같지만, 필요없다!

transaction.commit();  

• 커밋 시점(commit())에 내부적으로 flush() 가 발생한다.

• flush() 시점에 엔티티와 스냅샷을 비교하게 된다.

• 이때, 엔티티와 스냅샷 값이 같지 않다면 수정 쿼리를 날리게 된다.

• JPA 의 목적이 자바 컬렉션 처럼 DB 를 사용하는 것이다.

  • 생각해보면, 우리는 자바에서 컬렉션 내부 데이터를 변경하고 따로 update 를 하지 않는다.

  • 그냥 내부 데이터를 변경하는 것으로 끝인 것이다.

  • JPA 또한 동일하게 동작하게 하는 것이다.

2. 플러시

영속성 컨텍스트의 변경내용을 데이터베이스에 반영하는 작업

플러시 발생하면 다음과 같은 동작이 발생한다.

1. 변경 감지

   1. 엔티티와 스냅샷을 비교 후, 엔티티가 스탭샷이 같지 않다면 수정 쿼리를 만든다.

2. 수정된 엔티티 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록

3. 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송 (등록, 수정, 삭제 쿼리)

영속성 컨텍스트를 플러시 하는 방법

• em.flush() -> 직접 호출

• 트랜잭션 커밋 -> 자동 호출

• JPQL 쿼리 실행 -> 자동 호출

참고

• 플러시는 영속성 컨텍스트를 비우지 않음

  • 1차 캐시는 유지하지만,

  • 쓰기 지연 SQL 저장소는 비운다.

• 플러시는 영속성 컨텍스트의 변경내용을 데이터베이스에 동기화

• 트랜잭션이라는 작업 단위가 중요 -> 커밋 직전에만 동기화하면 됨

JPQL 쿼리 실행시 플러시가 자동으로 호출되는 이유

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(); 

• JPQL 은 코드 실행과 동시에 쿼리가 실행된다.

• 만약 위 코드에서 JPQL 실행 시점에 플러시 되지 않는다면, 조회할 데이터가 없다..

• 때문에, JPQL 은 코드 실행과 동시에 플러시가 실행 된다.

플러시 모드 옵션

em.setFlushMode(FlushModeType.COMMIT)

• FlushModeType.Auto

  • 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시 (기본값)

• FlushModeType.COMMIT

  • 커밋할 때만 플러시

3. 준영속 상태

• 영속(1차 캐시에 올라간 상태) -> 준영속

• 영속 상태의 엔티티가 영속 컨텍스트에서 분리 (detached)

• 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용 못함

  • 쓰기 지연, 변경 감지 등등..

준영속 상태로 만드는 방법

• em.detach(entity)

  • 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환

• em.clear()

  • 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화

• em.close()

  • 영속성 컨텍스트를 종료