[자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍] 3. 영속성 관리

EntityManagerFactory와 EntityManager

EntityManagerFactory 

- 애플리케이션에서 사용하는 DB 종류 하나 당 하나만 생성하는데, 이 한 개를 가지고 애플리케이션 전체에서 공유되도록 설계되어있다. (싱글톤 방식)

- EntityManager를 생성하는 역할이 주 업무

- EntityManagerFactory는 thread-safe해서 동시성이 보장되지만, 생성 비용이 상당히 크다.

- JPA는 DB접근 요청이 들어올 때마다 EntityManagerFactory에서는 EntityManager를 생성하여 DB연결 요청을 처리

 

EntityManager

- Mapping한 Entity를 가지고 DB연결 요청을 처리하고 Entity 상태를 관리하는 클래스

- EntityManager는 생성 비용이 거의 없다.

- EntityManager는 not thread-safe해서 동시성이 보장되지 않기 때문에, 요청 별로 쓰레드가 하나씩 담당하고, 각 쓰레드 별 EntityManager를 생성해 처리한다.

- DB 연결이 필요한 시점까지는 Connection Pool에서 Connection을 얻지 못하다가 필요하게되면 Connection을 사용해서 DB와 연동한다.

 

영속성 컨텍스트

- 엔티티를 영구적으로 저장하는 환경

- 영속성 : 시스템이나 애플리케이션이 종료되도 데이터는 영구히 남아있는 속성

- 영속성 컨텍스트 : 애플리케이션과 DB 사이에 엔티티를 보관하는 논리적 / 추상적인 개념

- EntityManager를 통해 영속성 컨텍스트에 접근 가능하며 EntityManager가 생성되면 영속성 컨텍스트도 함께 생성

 

동작

1. EntityManager를 통해 데이터를 insert하거나 select하면 영속성 컨테스트에 1차적으로 엔티티를 기록(1차 캐시)

2. 가장 처음에는 1차 캐시로 기록하면서 동시에 스냅샷을 생성. 이는 EntityManager의 persist() 함수를 통해 이루어짐

3. 트랜잭션 내에 엔티티의 변화가 일어난 뒤 commit되는 순간에 flush가 발생 (flush() 호출). 이 때 영속성 컨텍스트의 1차 캐시와 스냅샷을 비교

4. 변경사항이 있는 경우 Update SQL Query를 생성하고, flush가 끝나기 전 이 쿼리를 DB에 날린다. 이를 상태변경감지, 즉, Dirty Checking이라고 한다. (영속 상태의 엔티티만 적용.)

 

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

 

비영속

• 엔티티 객체를 생성.
• 순수한 객체 상태, 아직 저장하지 않음.
• 영속성 컨텍스트나 데이터베이스와 상관없음.

// 객체를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId(100L);
member.setUsername("회원1");

em.persist() 호출 전, 비영속 상태

 

영속

• 엔티티 매니저를 통해 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장.
• 영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티를 영속 상태.
• 회원 엔티티 : 비영속 상태 => 영속 상태
• 영속상태 = 영속성 컨텍스트에 의해 관리된다는 뜻.
• em.find()나 JPQL를 사용해서 조회한 엔티티도 영속 상태.

// 객체를 저장한 상태(영속)
em.persist(member);

준영속

영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으면 "준영속 상태".

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

삭제

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이타베이스에서 삭제.

// 객체를 삭제한 상태(삭제)
em.remove(member);

 

영속성 컨텍스트의 특징

• 영속성 컨텍스트와 식별자 값
  • 엔티티를 식별자 값(@id로 테이블의 기본 키와 매핑한 값)으로 구분
  • 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다.
  • 식별자 값이 없으면 예외 발생.
• 영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장
  • JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영
  • 플러시(flush)
• 영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하는 것의 장점
  • 1차 캐시
  • 동일성 보장
  • 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
  • 변경 감지
  • 지연 로딩

 

엔티티 조회

• 영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있음 => 1차 캐시
• 영속 상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장

영속성 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있음 키는 @Id로 매핑한 식별자이고 값은 엔티티 인스턴스

// 엔티티를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId(100L);
member.setUsername("회원1");

// 엔티티 영속
em.persist(member);

• 1차 캐시의 키는 식별자 값
• 식별자 값은 데이타베이스 기본 키와 매핑
• 영속성 컨텍스트에 데이터를 저장하고 조회하는 모든 기준은 데이타베이스 기본 키 값.

엔티티 조회

Member member = em.find(Member.class, 100L);

em.find() 호출 => 1차 캐시에서 엔티티 조회 엔티티가 1차 캐시에 없으면 데이터베이스 조회

 

1차 캐시에서 조회

• em.find() 호출
  • 우선 1차 캐시에서 식별자 값으로 엔티티 찾음.
  • 찾는 엔티티가 있으면 데이타베이스 조회하지 않고, 메모리에 있는 1차 캐시에서 엔티티를 조회

•  

 

1차 캐시에 있는 엔티티 조회

Member member = new Member();
member.setId(100L);
member.setUsername("회원1");

// 1차 캐시에 저장됨
em.persist(member);

// 1차 캐시에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, 100L);

 

데이터베이스에서 조회

• 엔티티가 1차 캐시에 없으면 엔티티 매니저는 데이터베이스를 조회해서 엔티티를 생성.
• 1차 캐시에 저장한 후에 영속 상태의 엔티티를 반환.

1. em.find(Member.class, 200L)를 실행.
2. member2가 1차 캐시에 없으므로 데이터베이스에서 조회.
3. 조회한 데이터로 member2 엔티티를 생성해서 1차 캐시에 저장한다.(영속상태)
4. 조회한 엔티티를 반환

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

• 결과는 "참"
• 둘은 같은 인스턴스
• 영속성 컨텍스트는 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장한다.

 

엔티티 등록

엔티티 등록 코드

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

// 엔티티 매니저는 데이터 변경 시 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

• 엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스의 엔티티를 저장하지 않음.
• 내부 쿼리 저장소에 INSERT SQL을 차곡차곡 모아둔다.
• 트랜잭션 커밋할 때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보낸다.
• 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

 

트랜잭션 커밋, 플러시, 동기화

1. 트랜잭션 커밋.
2. 엔티티 매니저 -> 영속성 컨텍스트 플러시.
3. 데이타베이스 동기화 -> 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 DB에 반영. => 쓰기 지연 SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터베이스에 보낸다.
4. 마지막으로 실제 데이터베이스 트랜잭션 커밋.

트랜잭션 범위 안에서 실행. 등록 쿼리를 그때 그때 데이타베이스에 전달해도 트랜잭션을 커밋하지 않으면 아무 소용이 없음.

 

엔티티 수정

• JPA는 엔티티를 수정할 때는 단순히 엔티티를 조회해서 데이터만 변경하면 된다.
• update()라는 메소드 없음.
• 변경 감지 기능을 사용해서 데이타베이스에 자동 반영

플러시 시점에 스냅샷과 엔티티를 비교

수정 순서

1. 트랜잭션 커밋 -> 엔티티 매니저 내부에서 먼저 플러시 호출
2. 엔티티와 스냅샷을 비교해서 변경된 엔티티 찾는다.
3. 변경된 엔티티가 있으면 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소로 보낸다.
4. 쓰기 지연 저장소의 SQL을 데이터베이스로 보낸다.
5. 데이터베이스 트랜잭션을 커밋

변경감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다.

 

업데이트 기본 전략

JPA의 기본전략은 모든 필드를 업데이트한다.

• 모든 필드를 사용하면 수정 쿼리가 항상 같음.
• 동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 파싱된 쿼리는 재사용.`

엔티티 삭제

엔티티를 삭제하려면 먼저 삭제 대상 엔티티를 조회해야 한다.

Member memberA = em.find(Member.class, 100L);  // 삭제 대상 엔티티 조회
em.remove(memberA);     // 엔티티 삭제

• 엔티티를 즉시 삭제하는 것이 아님
• 삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록
• em.remove(memberA)를 호출하는 순간 영속성 컨텍스트에서 제거

 

플러시

플러시(flush())는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다.

플러시 실행

1. 변경 감지 동작. 모든 엔티티를 스냅샷과 비교.
2. 수정된 엔티티는 수정쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소 등록.
3. 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송.
   • 등록, 수정, 삭제 쿼리

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법 3가지

1. em.flush() 직접 호출.
2. 트랜잭션 커밋시 플러시가 자동 호출.
3. JPQL (Java Persistence Query Langauge) 쿼리 실행시 플러시가 자동 호출.

직접 호출

테스트나 다른 프레임워크와 JPA를 함께 사용할 때를 제외하고 거의 사용하지 않음

트랜잭션 커밋 시 플러시 자동 호출

• 트랜잭션 커밋하기 전에 꼭 플러시 호출해서 변경 내용을 데이터베이스에 반영해야 함.
• JPA는 트랜잭션 커밋할 때 플러시를 자동 호출.

JPQL 쿼리 실행 시 플러시 자동 호출

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
em.persist(memberC);

// 중간에 조회
query = em.createQuery("select m from Member m", Member.class);
List<Member> members = query.getResultList();

• memberA, memberB, memberC는 데이터베이스에 없음.
• 이런 문제를 해결하기 위해 JPQL 실행 시에 플러시 자동 호출.
• memberA, memberB, memberC는 쿼리 결과에 포함.

플러시 모드 옵션

• 별도로 설정하지 않으면 AUTO 동작.
• 대부분 AUTO 기본 설정을 그대로 사용.

FlushModeType.AUTO : 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시(기본값)
FlushModeType.COMMIT : 커밋할 때만 플러시

`플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화.
영속성 컨텍스트에 보관된 엔티티를 지우는 것이 아님.

 

준영속

준영속 상태를 만드는 방법 3가지

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

 

 

참고

https://maivve.tistory.com/341