[JPA] 영속성 관리

1.영속성 컨텍스트

1) 개념

엔티티를 영구 저장하는 환경

2) 특징

• 엔티티 매니저로 엔티티를 저장하거나 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리한다
• 엔티티를 식별자 값으로 구분해서 식별자 값이 반드시 있어야 한다
  • 여기서 식별자란 @Id로 테이블의 기본 키와 매핑한 값을 의미한다
• 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영한다 => 플러시

3) 장점

1차 캐시

개념

영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있는데 이것을 1차 캐시라고 한다. 

영속 상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장되는데, 저장될 때 @Id와 엔티티 인스턴스가 함께 저장된다.

작동

• em.persist(member)를 하면 1차 캐시에 회원 엔티티가 저장되고, 데이터베이스에는 저장되지 않는다
• em.find()를 호출하면 먼저 1차 캐시에서 엔티티를 찾고 만약 1차 캐시에 찾고자 하는 것이 있으면 데이터베이스에서 조회 하지 않고 1차캐시에서만 조회를 한다.
• 만약 찾는 엔티티가 1차 캐시에 없으면 데이터베이스에서 조회한다 이때, 데이터베이스에서 조회한 후 엔티티를 생성하고, 1차 캐시에 그 엔티티를 저장한 후에 영속 상태의 엔티티를 반환한다

장점인 이유

무조건 데이터베이스에서 조회를 하지 않기 때문에 성능상 이점이 생긴다

 

동일성 보장

작동

em.find(Member.class, "member1")를 반복해서 호출해도 영속성 컨텍스트는 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환한다

장점인 이유

같은 코드를 실행했을 때 같은 결과를 반환해서 엔티티의 동일성을 보장하여 혼란을 야기하지 않는다

 

트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

개념

트랜잭션을 커밋할 때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보낸다

작동

• 엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스에 엔티티를 저장하지 않고 영속 컨텍스트 내부 쿼리 저장소에 insert sql을 모아둔다.
• 그리고 커밋하면 엔티티 매니저는 우선 영속성 컨텍스트를 플러시한다. 즉, 쓰기 지연 SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터베이스에 보낸다. 플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업을 말한다.
• 이후 실제 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다

장점인 이유

모아둔 등록 쿼리를 데이터베이스에 한 번에 전달해서 성능 최적화 가능

 

변경 감지

개념

엔티티의 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능

동작

• 트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저 내부에서 플러시가 호출된다
• 엔티티와 스냅샷을 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다
  • 여기서 스냅샷이란 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때 복사된 최초 상태를 의미한다
• 변경된 엔티티가 있으면 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL에 보낸다
• 쓰기 지연 저장소의 SQL을 데이터베이스에 보낸다
• 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다

특징

• 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다
• 변경을 할 때는 변경하려는 속성이 존재하는 테이블의 모든 속성을 변경한다
  • 장점
    • 수정 쿼리가 항상 같아서 애플리케이션 로딩 시점에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 재사용할 수 있다.
    • 데이터베이스에 동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 한 번 파싱된 쿼리를 재사용할 수 있다.
  • 단점
    • 데이터베이스에 보내는 데이터 전송량이 증가한다
  • 필드가 많거나 저장되는 내용이 너무 크면 수정된 데이터만 사용해서 동적으로 업데이트 sql을 생성하는 전략을 선택하면 된다. 이때는 하이버네이트 확장 기능을 사용해야 한다.

장점인 이유

• sql 수정 쿼리의 문제점
  • 수정 쿼리가 많아짐(만약에 수정 쿼리를 합치면 n개 중 1개만 수정하고 싶을 때 다른 것도 다 입력해줘야 하는 불상사 발생 가능)
  • 비즈니스 로직을 분석하기 위해 sql을 계속 확인해야 해서 비즈니스 로직이 sql에 의존하게 됨

sql 수정 쿼리의 문제점을 해결가능

 

지연 로딩

개념

실제 객체 대신 프록시 객체를 로딩해두고 해당 객체를 실제 사용할 때 영속성 컨텍스트를 통해 데이터를 불러오는 방법

2. 플러시

1) 개념

영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다.

2) 동작

• 변경 감지가 동작해서 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교해서 수정된 엔티티를 찾는다. 수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한다.
• 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송한다

3) 하는 방법

• em.flush() 직접 호출
  • 영속성 컨텍스트를 강제로 플러시
  • 거의 사용되지 않음
• 트랜잭션 커밋 시 플러시가 자동 호출됨
  • 데이터베이스에 변경 내용을 SQL로 전달하지 않고 트랜잭션만 커밋하면 어떤 데이터도 데이터베이스에 반영되지 않는다. 따라서 트랜잭션을 커밋하기 전에 플러시를 꼭 호출해서 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영해야 한다. JPA는 이런 문제를 예방하기 위해 트랜잭션 커밋 시 플러시를 자동으로 호출 한다.
• JPQL 쿼리 실행 시 플러시가 자동 호출됨
  • JPQL로 어떤 것을 조회하려고 할 때, JPQL이 sql로 변환되어 데이터베이스에서 어떤 것을 조회한다. 만약, persist를 통해 어떤 엔티티를 영속성 컨텍스트 안에 넣고, 커밋하기 전에 JPQL을 통해 방금 넣은 엔티티를 조회하려고 할 때, 만약 플러시가 되지 않으면 방금 넣은 엔티티는 데이터베이스에 반영이 안 되어 제대로 조회가 안 될 것이다. 이를 방지하기 위해 JPQL을 실행할 때도 플러시를 자동으로 호출한다

4) 플러시 모드 설정

FlushModeType.AUTO 

• 커밋이나 쿼리 실행할 때 플러시 함
• 기본값

FlushModeType.COMMIT

• 커밋할 때만 플러시

2. 엔티티의 생명주기

1) 비영속

영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태

엔티티 객체 생성 후 아직 저장하지 않은 상태

2) 영속

영속성 컨텍스트에 저장된 상태

엔티티 매니저를 통해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장

영속성 컨텍스트에 의해 관리된다

3) 준영속

개념

영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리된 것을 준영속 상태라 한다. 

특징

• 준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다. 거의 비영속 상태에 가깝기 때문이다.
• 식별자 값을 가지고 있다. 이미 한 번 영속 상태였기 때문이다.
• 영속 상태의 엔티티는 주로 영속성 컨텍스트가 종료되면서 준영속 상태가 된다. 개발자가 직접 준영속 상태로 만드는 일은 드물다.
• 지연 로딩을 할 수 없다

준영속으로 만드는 방법

• em.detach() 호출
  • 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환한다
  • 1차 캐시부터 쓰기 지연 SQL 저장소까지 해당 엔티티를 관리하기 위한 모든 정보가 제거된다
• em.close() (영속성 컨텍스트 닫기)
  • 해당 영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티가 모두 준영속 상태가 된다
• em.clear() (영속성 컨텍스트 초기화)
  • 영속성 컨텍스트를 초기화해서 해당 영속성 컨텍스트의 모든 엔티티를 준영속 상태로 만든다

준영속을 영속으로 만드는 방법

병합

• 준영속 상태의 엔티티를 받아서 그 정보로 새로운 영속 상태의 엔티티를 반환한다
• 비영속 엔티티도 영속상태로 만들 수 있다.
• 파라미터로 넘어온 엔티티의 식별자 값으로 영속성 컨텍스트를 조회하고 찾는 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회한다. 만약 데이터베이스에도 없으면 새로운 엔티티를 생성해서 병합한다
• 준영속, 비영속을 신경 쓰지 않기 때문에 save or update 기능을 수행한다

코드로 설명

package com.study.jpa.jpa_study;

import com.study.jpa.jpa_study.Entity.Member;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

import javax.persistence.EntityManager;
import javax.persistence.EntityManagerFactory;
import javax.persistence.EntityTransaction;
import javax.persistence.Persistence;


@SpringBootApplication
public class JpaStudyApplication {
    static EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpastudy");

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(JpaStudyApplication.class, args);

        Member member = createMember("memberA", "회원1"); // createMember에서 준영속 상태의 member를 리턴
        member.setUsername("회원명변경"); // 준영속인 member에다가 해서 수정사항이 DB에 반영되지 않음
        mergeMember(member);
    }

    static Member createMember(String id, String username){
        EntityManager em1 = emf.createEntityManager();
        EntityTransaction tx1 = em1.getTransaction();
        tx1.begin();

        Member member = new Member();
        member.setId(id);
        member.setUsername(username);

        em1.persist(member);
        tx1.commit();

        em1.close(); // 영속 상태였던 member를 준영속화 시킴

        return member;
    }

    static void mergeMember(Member member){
        EntityManager em2 = emf.createEntityManager();
        EntityTransaction tx2 = em2.getTransaction();

        tx2.begin();
        Member mergeMember = em2.merge(member); // 준영속인 member의 정보를 가진 새로운 영속 상태의 엔티티 반환
        // merge를 실행한다
		// 파라미터로 넘어온 준영속 엔티티의 식별자 값으로 1차 캐시에서 엔티티를 조회한다
        // 만약 1차 캐시에 엔티티가 없으면 DB에서 엔티티를 조회하고 1차캐시에 저장한다
        // 조회한 영속 엔티티에 member 엔티티의 값을 채워 넣는다
        // mergeMember를 반환한다
        
        tx2.commit(); // member의 내용이 DB에 반영된다
        
        System.out.println("member = " + member.getUsername()); //메인 함수에서 member의 이름을 회원명 변경이라고 바꿔서 보냈으니 회원명변경을 리턴
        System.out.println("mergeMember = " + mergeMember.getUsername()); // member를 영속화 시킨 엔티티이므로 회원명변경 리턴
        System.out.println("em2 contains member=" + em2.contains(member)); // em2는 member 내용을 바탕으로 그걸 영속화한 mergeMember만 가지고 있으니 false
        System.out.println("em2 contains mergeMember=" + em2.contains(mergeMember)); // 위와 같은 이유로 true
    }
}

 

4) 삭제

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데베에서 삭제