[JPA 프로그래밍] 2. 영속성 관리 (영속성 컨텍스트)

엔티티 매니저

데이터베이스를 하나만 사용하는 애플리케이션은 일반적으로 EntityManagerFactory를 하나만 생성한다. 

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

위 코드를 호출하면 META-INF/persistence.xml에 있는 정보를 바탕으로 EntityManagerFactory를 생성한다.

<persistence-unit name="jpabook">
	<properties>
    	...
    </properties>
</persistence-unit>

 

이제부터 필요할 때마다 엔티티 매니저 팩토리에서 엔티티 매니저를 생성하면 된다.

EntityManager em = emf.createEntityManager();

엔티티 매니저 팩토리는 엔티티 매니저를 만드는 공장으로 이해하면 된다. 공장을 만드는 비용은 상당히 크므로, EntityManagerFactory는 1개만 만들어서 애플리케이션 전체에서 공유하도록 설계되어있다. 

 

EntityManagerFactory는 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전하므로 서로 다른 스레드 간에 공유해도 된다.

EntityManager는 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시성 문제가 발생하므로 스레드 간에 절대 공유하면 안된다.

 

https://ultrakain.gitbooks.io/jpa/content/chapter3/chapter3.1.html

• 1) EntityManagerFactory에서 다수의 엔티티 매니저를 생성했다.
  • EntityManager1은 아직 데이터 베이스 커넥션을 사용하지 않는데, 엔티티 매니저는 데이터베이스 연결이 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않는다.
• 2) EntityManager2는 커넥션을 사용중인데 보통 트랜잭션을 시작할때 커넥션을 획득한다. 

 

하이버네이트를 포함한 JPA 구현체들은 EntityManagerFactory를 생성할때 커넥션풀도 만드는데, 이것은 J2SE 환경에서 사용하는 방식이다.

 

 

 

영속성 컨텍스트

JPA에서 영속성 컨텍스트란, 엔터티를 영구 저장하는 환경을 말한다. 영속성 컨텍스트는 우리가 개발하면서 직접 관리할 수 없다. 영속석 컨텍스트는 논리적인 개념이고 눈에 보이지 않는다.  

 

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

엔터티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근이 가능하다.

EntityManager.persist(entity);

영속성 컨텍스트는 엔티티 매니저를 생성할때 하나 만들어진다. 그리고 엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근할 수 있고, 영속성 컨텍스트를 관리할 수 있다.

 

영속성 컨텍스트 엔티티의 생명주기

https://ultrakain.gitbooks.io/jpa/content/chapter3/chapter3.3.html

 

1) 비영속 (new/transient)

• 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태

엔티티 객체를 생성했다. 지금은 순수한 객체 상태이며 아직 저장하지 않았다. 따라서 영속성 컨텍스트나 데이터베이스와는 전혀 관련이 없다.

Member member = new Member();
Member.setId(“aa”);

 

2) 영속 (managed)

• 영속성 컨텍스트에 관리되는 상태

엔티티 매니저를 통해서 엔티티를 역송성 컨텍스트에 저장했다. 이렇게 영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티를 영속 상태라 한다.

Member member = new Member();
EntityManager em = emf.createEntityManager();

em.getTransaction().begin() ;

em.persist(member); // 영속성 상태를 얻는다.

객체가 영속 상태가 된다고 해서, 해당 시점에 DB 쿼리가 수행되지 않는다. 트랜잭션이 commit() 되는 시점에 쿼리가 수행된다는 점에 유의하자.

 

3) 준영속 (detached)

• 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태

영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으면 준영속 상태가 된다.

em.detach(member); // 영속성 을 지운다.
em.close(); // 영속성 컨텍스트를 닫는다.
em.clear(); // 영속성 컨텍스트를 초기화한다.

 

4) 삭제 (removed)

• 영속성 컨텍스트에서 삭제된 상태

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제한다.

em.remove(member); // 객체를 삭제한 상태

 

 

 

영속성 컨텍스트의 특징

1) 영속성 컨텍스트의 식별자와 값

영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값으로 구분한다. 따라서 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야한다. 식별자 값이 없으면 예외가 발생한다.

 

2) 영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장

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

 

 

 

1차 캐시, 2차 캐시

id "aa" 값에 해당하는 데이터와 다른 "bb"의 데이터를 조회하면 당연히 다른 데이터이므로 캐시로 조회하지 않고 DB 조회를 수행한다. 

em.persist(member); // 1차 캐시
em.find(Member.class, “aa”); 
em.find(Member.class, “bb”); // 2차 캐시 (1차 캐시에 없으므로 DB조회)

em.find(Member.class, “aa”);  // 2차 캐시

find() 메소드는 첫번째 파라미터는 엔티티 클래스 타입이고, 두번째는 조회할 엔티티의 식별자 값이다.

public <T> T find(Class<T> entityClass, Object primaryKey);

만약 em.find()를 호출했는데 엔티티가 1차 캐시에 없으면 엔티티 매니저는 데이터베이스를 조회해서 엔티티를 생성한다. 그리고 1차 캐시에 저장한 후, 영속 상태의 엔티티를 반환한다.

 

 

 

동일성 보장

Member findMember1 = em.find(Member.class, “aa”);
Member findMember2 = em.find(Member.class, “aa”);

findMember1 == findMember2 // †rue -> 동일성이 보장된다.

같은 id 로 조회해온 객체는 동일성이 보장된다.

em.find(Member.class, "aa"); 를 반복해서 호출해도 영속성 컨텍스트는 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환한다. 따라서 둘은 같은 인스턴스고 결과는 당연히 참이다. 영속성 컨텍스트는 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장한다.

 

 

 

쓰기 지연 (transactional write-behind)

엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스에 엔티티를 저장하지 않고 내부 쿼리 저장소에 INSERT SQL을 차곡차곡 모아둔다. 그리고 트랜잭션을 커밋할때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보낸다. 이를 쓰기 지연이라고 한다.

 

트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저는 우선 영속성 컨텍스트를 플러시한다. 플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업인데 이때 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 데이터베이스에 반영한다. 쓰기 지연 SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터베이스에 보내는 것이다. 이렇게 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한 후에 실제 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다. 

 

 

 

변경 감지 (Dirty Checking)

JPA로 엔티티를 수정할때는 단순히 엔티티를 조회해서 데이터만 변경하면 된다. 

Member memberA = em.find(Member.class, "memberA");
memberA.setUsername("hi");
memberA.setAge(10);

transation.commit();

엔티티의 데이터만 변경해도, 엔티티의 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능을 변경 감지라고 한다. \

 

* 스냅샷
JPA는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할때 최초 상태를 복사해서 저장해둔다.

 

플러시 시점에 스냅샷과 엔티티를 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다.

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

 

변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다. 비영속, 준영속처럼 영속성 컨텍스트의 관리를 받지 못하는 엔티티는 값을 변경해도 데이터베이스에 반영되지 않는다. 

 

주의해야할 점은 JPA의 기본 전략은 엔티티의 모든 필드를 업데이트한다. set()으로 변경된 데이터만 update 된다고 예상하겠지만, 모든 필드를 update 하기 때문에 데이터베이스에 보내는 데이터 전송량이 증가하는 단점이 있다.

 

장점

• 1) 모든 필드를 사용하면 수정 쿼리가 항상 같다. 따라서 애플리케이션 로딩 시점에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 사용할 수 있다.
• 2) 데이터베이스에 동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 한번 파싱된 쿼리를 재사용할 수 있다.

 

필드가 많거나 저장되는 내용이 너무 크면 수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성하는 전략을 선택할 수도 있다.

@Entity
@org.hibernate.annotations.DynamicUpdate
public class Member { ... }

 

 

 

엔티티 삭제

엔티티를 삭제하려면 먼저 삭제 대상 엔티티를 조회해야한다.

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

엔티티를 즉시 삭제하는 것이 아니라 엔티티 등록과 비슷하게 삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록했다가, 트랜잭션을 커밋해서 플러시를 호출하면 실제 데이터베이스에 삭제 쿼리를 전달한다. remove()가 호출되는 순간 memberA는 영속성 컨텍스트에서 제거된다. 이렇게 삭제된 엔티티는 재사용하지 말고 자연스럽게 가비지 컬렉션의 대상이 되도록 두는 것이 좋다.

 

 

 

플러시

플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다.

 

flush() 호출시 일어나는 일

• 1) 변경 감지가 동작해서 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교해서 수정된 엔티티를 찾는다. 수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어서 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록된다.
• 2) 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송한다. (등록, 수정, 삭제 쿼리)

 

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법

• 1) em.flush() 직접 호출한다.
• 2) 트랜잭션 커밋시 flush()가 호출된다.
• 3) JPQL 쿼리 실행시 flush()가 호출된다.

 

 

 

준영속

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

준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다. 

Member memberA = em.find(Member.class, "memberA");
em.detach(memberA); // 준영속 상태로 변경

transation.commit();

• 1) em.detach(entity) : 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환한다.
• 2) em.clear() : 영속상 컨텍스트를 완전히 초기화한다.
• 3) em.close() : 영속성 컨텍스트를 종료한다.

 

준영속 상태가 되면 영속성 컨텍스트가 지원하는 어떤 기능도 동작하지 않음과 동시에 쓰기 지연 SQL 저장소의 INSERT SQL도 제거되어서 데이터베이스에 저장되지 않는다. 

 

준영속 상태의 특징

• 거의 비영속 상태에 가깝다.
• 식별자 값을 가지고있다.
  • 비영속 상태는 식별자 값이 없을 수도 있지만 준영속 상태는 이미 한번 영속 상태였으므로 반드시 식별자 값을 가지고있다.
• 지연 로딩을 할 수 없다.
  • 지연 로딩은 실제 객체 대신 프록시 객체를 로딩해두고 해당 객체를 실제 사용할때 영속성 컨텍스트를 통해 데이터를 불러오는 방법이다. 준영속 상태는 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으므로 지연로딩시 문제가 발생하여 할 수 없다.

 

 

병합: merge()

준영속 상태의 엔티티를 다시 영속 상태로 변경하려면 병합을 사용하면 된다.

Member mergeMember = em.merge(member);

merge()는 파라미터로 넘어온 준영속 엔티티를 사용해서 새롭게 병합된 영속 상태의 엔티티를 반환한다. 파라미터로 넘어온 엔티티는 병합 후에도 준영속 상태로 남아있다. 

 

병합은 준영속, 비영속을 신경 쓰지 않는다. 식별자 값으로 엔티티를 조회할 수 있으면 불러서 병합하고 조회할 수 없으면 새로 생성해서 병합한다. 따라서 병합은 save or update 기능을 수행한다.