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02. JPA Persistence Context

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Persistence Context

JPA 에서 가장 중요한 2가지

JPA 를 사용하면서 가장 중요한 것은 “객체와 RDB 어떻게 매핑할 것인가” 이다. 즉, 객체와 DB 를 어떻게 설계할 것인지에 대한 정적인 관점을 이해하기 위해 Object Relational Mapping 에 대해 이해하는 것이 중요하다. 그리고, 실제 JPA 가 내부적으로 어떻게 동작하는지 이해하기 위해 영속성 컨텍스트에 대해 이해해야 한다.

엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

영속성 컨텍스트가 뭐야?

영속성 컨텍스트란 엔티티를 영구 저장하는 환경이라고 생각할 수 있으며, JPA 를 이해하는데 가장 중요한 용어이다. EntityManager.persist(entity); 호출은 단순히 DB 에 저장하는 것이 아닌, 엔티티를 영속성 컨텍스트라는 곳에 저장하겠다는 의미를 가지고 있다.

엔티티 매니저? 영속성 컨텍스트?

영속성 컨텍스트는 논리적인 개념으로 눈에 보이지 않는다. JPA 를 사용하는 것은 엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근하는 것이라고 생각할 수 있다.

엔티티의 생명주기

엔티티의 생명주기는 총 4가지로 분류될 수 있다.

  • 비영속(new/transient) 상태는 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태를 의미
  • 영속(managed) 상태는 영속성 컨텍스트에 의해 관리되는 상태를 의미
  • 준영속(detached) 상태는 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태를 의미
  • 삭제(removed) 상태는 삭제된 상태를 의미

비영속

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

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);

준영속, 삭제

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

영속성 컨텍스트의 이점

  • 1차 캐시
    • 1차 캐시에서 조회가 가능하며 1차 캐시에 없다면 DB 에서 조회하여 1차 캐시에 올려 놓는다.
  • 동일성(Identity) 보장
    • 동일성 비교를 보장한다.
  • 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(Transactional Write-Behind)
    • 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이 가능하며 트랜잭션 커밋하기 전까지 쿼리를 바로 보내지 않고 모아서 보낼 수 있다.
  • 변경 감지(Dirty Checking)
    • 1차 캐시에 들어온 데이터의 스냅샷을 찍어두어 커밋 시점의 엔티티와 스냅샷을 비교하여 UPDATE 쿼리를 생성한다.
  • 지연 로딩(Lazy Loading)
    • 엔티티에서 해당 엔티티를 불러올 때 쿼리를 날려 해당 데이터를 가져온다.

엔티티 조회, 1차 캐시

// 엔티티를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");
// 엔티티를 영속, 1차 캐시에 저장딤
em.persist(member);
// 1차 캐시에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, "member1");
// DB 에서 조회
Member findMember2 = em.find(Member.class, "member2");

비지니스가 끝나버리면 영속성 컨텍스트를 지워버리기 때문에, 1차 캐시도 다 날라가서 사실 성능상 큰 도움이 되지는 않는다. 즉, 한 트랜잭션 안에서만 이점이 있다.

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 true

엔티티 등록 시 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
// 엔티티 매니저는 데이터 변경시 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

memberA 가 1차 캐시에 들어가고 INSERT SQL 만들어서 쓰기 지연 SQL 저장소에 넣어둔다. memberB 가 1차 캐시에 들어가고 INSERT SQL 만들어서 쓰기 지연 SQL 저장소에 넣어둔다. 커밋되는 시점에 flush 후 commit 을 진행한다. 이는 JDBC Batch 와 같은 역할을 하고 있다. Hibernate 에는 size 만큼 모아서 한방에 DB 에 커밋하는 옵션이 존재하기도 한다.

엔티티 수정 변경 감지

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
transaction.begin(); // [트랜잭션] 시작
// 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 하지 않을까?
transaction.commit(); // [트랜잭션] 커밋

영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하고 있기 때문에 변경을 감지할 수 있다. 변경사항이 있으면 커밋 순간에 UPDATE 쿼리를 만들어서 날린다.

어떻게 변경사항을 감지하는 걸까?

1차 캐시에는 스냅샷이라는 공간이 있다. 값이 1차 캐시에 들어온 최초 시점에 스냅샷을 찍어놓는다. 트랜잭션이 커밋되는 시점에 JPA 가 엔티티와 스냅샷을 비교하여 변경 사항이 존재할 경우 UPDATE SQL 생성 후 커밋을 진행한다.

엔티티 삭제

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

플러시

플러시란 영속성 컨텍스트의 변경내용을 DB 에 반영한다는 의미이다. 하지만, 트랜잭션이 일어나기 전에는 DB 에 실제로 반영되지 않는다. 즉, 플러시는 DB 와 동기화를 하는 과정이라고 생각할 수 있으며, 커밋 시점에 실제로 DB 에 반영된다.

플러시 발생

플러시는 DB 트랜잭션이 커밋될 때 자동적으로 발생한다. 이는 영속성 컨텍스트의 기능 중 하나인 변경 감지를 통해 수정된 엔티티의 정보를 쓰기 지연 SQL 저장소에 저장해둔다. 이후, 플래시가 발생하면 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 DB 에 전송

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법은 총 3가지가 존재한다.

  • em.flush() 를 통한 직접 호출 (거의 사용하지 않음)
  • 트랜잭션 커밋을 통한 자동 호출
  • JPQL 쿼리 실행을 통한 자동 호출 플러시를 하면 1차 캐시가 지워지는 것은 아니고, 쓰기 지연 SQL 저장소에 있는 쿼리가 DB 에 동기화된다는 의미로 생각할 수 있다.

JPQL 쿼리 실행 시 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();

영속성 컨텍스트에 있는 데이터를 JPQL 쿼리로 조회하려고 하면 DB 에 없기 때문에 문제가 될 수 있다. 그래서 JPQL 쿼리 실행 시 자동으로 플러시 되도록 설정되어 있다.

플러시 모드 옵션

em.setFlushMode(FlushModeType.AUTO);
// 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시 (기본값)
em.setFlushMode(FlushModeType.COMMIT);
// 커밋할 때만 플러시, 크게 도움이 되지 않음, 그냥 오토를 쓰는 것이 좋음

플러시는 영속성 컨텍스트의 변경내용을 DB 에 동기화하는 것일 뿐, 영속성 컨텍스트를 비우지 않는다. 트랜잭션이라는 작업 단위가 중요하기 때문에, 커밋 직전에만 플러시를 통해 동기화 해주면 된다.

준영속 상태

준영속 상태란, 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리(detached)되는 것을 의미한다. 준영속 상태가 된 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 Dirty-Checking 과 같은 기능을 사용하지 못한다. em.persist() 나 em.find() 를 사용하면 엔티티가 영속 상태로 영속성 컨텍스트에 등록된다.

준영속 상태로 만드는 방법

  • em.detach(entity); 를 통해 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환
  • em.clear(); 를 통해 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화
  • em.close(); 를 통해 영속성 컨텍스트를 종료

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