JPA 강의 1 - 영속성 관리, 영속성 컨텍스트란?

Spring/JPA

JPA 강의 1 - 영속성 관리, 영속성 컨텍스트란?

ummchicken 2022. 12. 19. 22:36

듣게 된 배경

섹션 0. 강좌 소개

자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편

💡 계층 의존관계

controller : MVC의 컨트롤러가 모여 있는 곳.
컨트롤러는 서비스 계층을 호출하고, 결과를 뷰(JSP)에 전달함.
service : 서비스 계층에는 비즈니스 로직이 있고 트랜잭션을 시작함.
서비스 계층은 데이터 접근 계층인 리포지토리를 호출함.
repository : JPA를 직접 사용하는 계층.
여기서 엔티티 매니저를 사용해서 엔티티를 저장하고 조회함.
domain : 엔티티가 모여 있는 계층, 모든 계층에서 사용

💡 개발 순서

서비스 & 리포지토리 개발(비즈니스 로직 수행) → 테스트 케이스 작성(검증) → 컨트롤러 & 뷰

Ex)

회원 엔티티 코드 다시 보기
회원 리포지토리 개발
회원 서비스 개발
회원 기능 테스트

섹션 1. JPA 소개

0. JPA란?

JPA(Java Persistence API)는 자바 진영의 ORM 기술 표준이다.

→ 그럼 ORM이란?

ORM(Object-Relational Mapping)은 객체와 관계형 데이터베이스를 매핑한다는 뜻
객체와 테이블을 매핑 → 패러다임의 불일치 문제를 해결
Ex) 객체를 데이터베이스에 저장할 때, INSERT SQL을 직접 작성 X.
객체를 자바 컬렉션에 저장하듯이 ORM 프레임워크에 저장.
따라서 ORM이 적절한 INSERT SQL을 생성해, 데이터베이스에 객체를 저장해줌.
JPA를 사용해서 객체를 저장하는 코드
jpa.persist(member); // 저장
조회할 때도 JPA를 통해 객체를 직접 조회하면 됨
Member member = jpa.find(memberId); // 조회

1. JPA를 왜 사용해야 하는가?

SQL 중심적인 개발에서 객체 중심으로 개발
생산성
유지보수
패러다임의 불일치 해결
성능
데이터 접근 추상화와 벤더 독립성
표준

2. 생산성 - JPA와 CRUD

저장: jpa.persist(member)
조회: Member member = jpa.find(memberId)
수정: member.setName(“변경할 이름”)
삭제: jpa.remove(member)

3. JPA와 상속 - 예) 조회

개발자가 할일

Album album = jpa.find(Album.class, albumId);

나머진 JPA가 처리

SELECT I.*, A.*
FROM ITEM I
JOIN ALBUM A ON I.ITEM_ID = A.ITEM_ID

(내 생각들)

MyBatis를 사용했을 시 번거로움을 소개... 뼈맞음ㅠ
국비에서 MyBatis로 Mapper 이용해서 하는 걸로 배우고 플젝했는데, 슬프다 흑
이걸론 자체서비스 못 가겠구나... JPA 열심히 하자..!
구글링해보니 국비 과정이 다 비슷한데, 완전 SI 양성소다.
뭐 대기업 SI 가면 좋겠지만... 거기 갈 수 있는 사람들은 극소수.
대부분은 중소 SI 가서 인력파견 어쩌구 그런 거 하겠지..?ㅠ

섹션 2. JPA 시작하기

섹션 3. 영속성 관리

내부 동작 방식

영속 상태 : JPA가 관리하는 상태

0. JPA에서 가장 중요한 2가지

객체와 관계형 데이터베이스 매핑하기
(Object Relational Mapping)
영속성 컨텍스트

1. 영속성 컨텍스트 이점

1차 캐시
동일성(identity) 보장
트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
(transactional write-behind)
변경 감지(Dirty Checking)
지연 로딩(Lazy Loading)

2. 플러시

영속성 컨텍스트의 변경내용을데이터베이스에 반영

2 - 1. 플러시 발생

변경 감지
수정된 엔티티 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록
쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송
(등록, 수정, 삭제 쿼리)

2 - 2. 플러시는

영속성 컨텍스트를 비우지 않음
영속성 컨텍스트의 변경내용을 데이터베이스에 동기화
트랜잭션이라는 작업 단위가 중요 -> 커밋 직전에만 동기화하면 됨

3. 준영속 상태

영속 -> 준영속
영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리(detached)
영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용 못함

⭐ 섹션 4. 영속성 관리 - 내가 보려고 정리

0. 엔티티 매니저(Entity Manager)

💡 매핑한 엔티티를 엔티티 매니저를 통해 어떻게 사용할까?

⭐ 엔티티 매니저는 엔티티를 저장, 수정, 삭제, 조회하는 등 엔티티와 관련된 모든 일을 처리함.
➡️ 이름 그대로 엔티티를 관리하는 관리자

private final EntityManager em;

public void save(Member member) {
    em.persist(member);
}

public Member findOne(Long id) {
    return em.find(Member.class, id);
}

💡 개발자 입장에서 엔티티 매니저란?
→ 엔티티를 저장하는 가상의 데이터베이스로 생각하면 됨

※ 참고
엔티티 매니저 팩토리 : 엔티티 매니저를 만드는 공장 (비용 ↑)

1. 영속성 컨텍스트란?

영속성 컨텍스트(persistence context) : 엔티티를 영구 저장하는 환경

→ 엔티티 매니저로 엔티티를 저장하거나 조회하면, 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리한다.

em.persist(member);

※ 참고
회원 엔티티를 저장한다는 것은,
persist() 메소드는 엔티티 매니저를 사용해서 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한다.

🚨 영속성 컨텍스트를 직접 본 적은 없을 것임.
∵ 논리적인 개념에 가깝고, 눈에 보이지도 않음.
영속성 컨텍스트는 엔티티 매니저를 생성할 때 하나 만들어진다.
또한 엔티티 매니저를 통해 영속성 컨텍스트에 접근할 수 있고, 영속성 컨텍스트를 관리할 수 있음.

2. 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

1. 비영속

em.persist() 호출 전, 비영속 상태
엔티티 객체 생성
순수한 객체 상태 (저장X)
영속성 컨텍스트나 데이터베이스와는 전혀 관련 X

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

2. 영속

영속 상태 : 영속성 컨텍스트에 의해 관리된다.

em.persist() 호출 후, 영속 상태
엔티티 매니저를 통해, 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장
영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티 : 영속 상태

※ em.find()나 JPQL을 사용해서 조회한 엔티티도 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태이다.

//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);

3. 준영속

영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않는 상태
특정 엔티티를 준영영속 상태로 만들려면,호출
//회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리, 준영속 상태 em.detach(member);

또는

em.close()를 호출해 영속성 컨텍스트를 닫음
em.clear()를 호출해 영속성 컨텍스트를 초기화

4. 삭제

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제

//객체를 삭제한 상태(삭제)
em.remove(member);

3. 영속성 컨텍스트의 특징

1. 영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장

💡 영속성 컨텍스트에 엔티티를 저장하면, 이 엔티티는 언제 데이터베이스에 저장될까?
→ JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영한다.
→ 이것을 플러시(flush)라 한다.

2. 영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리할 때의 장점

JPA는 왜 이렇게 영속성 컨텍스트를 사용하는 걸까?
→ 애플리케이션과 데이터베이스 사이에 영속성 컨텍스트라는 중간 계층을 만들었기 때문이다.

이렇게 중간 계층을 만들면 버퍼링, 캐싱 등을 할 수 있는 장점이 있다.

1. 1차 캐시

영속성 컨텍스트에는 1차 캐시가 존재하며, Map<KEY, VALUE>로 저장된다.
entityManager.find() 메소드 호출 시 영속성 컨텍스트의 1차 캐시를 조회한다.
엔티티가 존재할 경우 해당 엔티티를 반환하고, 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회 후 1차 캐시에 저장 및 반환한다.

2. 동일성(identity) 보장

하나의 트랜잭션에서 같은 키값으로 영속성 컨텍스트에 저장된 엔티티 조회 시, 같은 엔티티 조회를 보장한다.
→ 1차 캐시에 저장된 엔티티를 조회하기 때문.

3. 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연 (transactional write-behind)

entityManager.persist()를 호출하면, 1차 캐시에 저장되는 것과 동시에 쓰기 지연 SQL 저장소에 SQL문이 저장된다.
이렇게 SQL을 쌓아두고 트랜잭션을 커밋하는 시점에, 저장된 SQL문들이 flush되면서 데이터베이스에 반영된다.
이렇게 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 한 번에 보내기 때문에 성능을 최적화 할 수 있다.

4. 변경 감지 (Dirty Checking)

JPA는 1차 캐시에 데이터베이스에 처음 불러온 엔티티의 스냅샷을 갖고 있다.
그리고 1차 캐시에 저장된 엔티티와 스냅샷을 비교 후 변경 내용이 있다면 UPDATE SQL문을 쓰기 지연 SQL 저장소에 담아둔다.
그리고 데이터베이스에 커밋 시점에 변경 내용을 자동으로 반영한다.
즉, 따로 update문을 호출할 필요가 없다.

5. 지연 로딩 (Lazy Loading)

4. 플러시 (flush)

영속성 컨텍스트이 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업
이때 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 데이터베이스에 반영함.
→ 쓰기 지연 SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터베이스에 보냄.

∴ 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한 후,
실제 데이터베이스 트랜잭션을 커밋함.

💡 플러시를 실행하면?

변경 감지가 동작 → 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교 → 수정된 엔티티 찾음
수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록
쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송함(등록, 수정, 삭제 쿼리)

☝️ 영속성 컨텍스트를 플러시 하는 방법 3가지

1. em.flush()를 직접 호출

영속성 컨텍스트를 강제로 플러시

2. 트랜잭션 커밋 시 플러시 자동 호출

데이터베이스에 변경 내용을 SQL로 전달하지 않고,
트랜잭션만 커밋하면 어떤 데이터도 DB에 반영 X.

∴트랜잭션을 커밋하기 전,
꼭 플러시를 호출해 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 DB에 반영해야 함.

→ JPA는 이런 문제를 예방하기 위해 트랜잭션을 커밋할 때 플러시를 자동 호출함.

3. JPQL 쿼리 실행 시 플러시 자동 호출

JPQL이나 Criteria 같은 객체지향 쿼리를 호출할 때도 플러시가 실행됨.

※ 식별자 기준으로 조회하는 find()는 메소드를 호출할 때는 플러시 실행 X

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