[JPA] 영속성 관리

엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

 엔티티 매니저 팩토리는 이름 그대로 엔티티 매니저를 만드는 공장이다. 엔티티 팩토리 매니저는 생성 비용이 크기 때문에 한 개만 만들어서 애플리케이션 전체에서 공유하도록 설계되어 있다. 엔티티 팩토리 매니저는Persistence.createEntityManagerFactory("영속 유닛") 을 호출하면 persistence.xml에 있는 정보를 바탕으로 생성된다.

 엔티티 매니저 팩토리는 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전하지만 엔티티 매니저는 여러 스레드가 동시 접근 시 동시성 문제가 발생하므로 스레드 간에 절대 공유하면 안된다. 엔티티 매니저는 연결이 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않고 보통 트랜잭션을 시작할 때 커넥션을 획득한다.

 

영속성 컨텍스트란?

 영속성 컨텍스트란 해석하자면 엔티티를 영구 저장하는 환경이라는 뜻이다. 엔티티 매니저로 엔티티를 저장 또는 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리한다. persist() 메소드를 이용하면 엔티티 매니저를 사용해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한다.

 

엔티티의 생명주기

엔티티에는 4가지 상태가 존재한다.

-비영속(new/transient): 객체 생성 후 아직 저장하지 않은 순수한 객체상태이며 영속성 컨텍스트나 데이터 베이스와는 전혀 관련이 없다.

-영속(managed): 영속성 컨텍스트에 저장된 상태

-준영속(detached): 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태

-삭제(removed): 삭제된 상태

영속성 컨텍스트의 특징

-영속성 컨텍스트와 식별자 값

  영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값으로 구분한다. 따라서 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다.

 

-영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장

 JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영하는데 이것을 플러시(flush)라 한다.

 

-1차 캐시

 영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있는데 이것을 1차 캐시라 한다. 영속 상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장된다. 쉽게 이야기하면 영속성 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있는데 키는 @ID로 매핑한 식별자고 값은 엔티티의 인스턴스다. EntityManager의 find() 메소드를 호출하면 먼저 1차 캐시에서 엔티티를 찾고 없을 경우에는 데이터베이스에서 조회해서 엔티티를 생성한다. 그리고 1차 캐시에 저장한 후에 영속 상태의 엔티티를 반환한다. 이미 1차 캐시에 있는 엔티티는 데이터베이스를 조회하지 않고 1차 캐시에서 바로 불러오므로 성능상 이점을 누릴 수 있다.

 

-영속 엔티티의 동일성 보장

같은 식별자를 가진 엔티티를 두 번 조회했을 때 두개의 엔티티 인스턴스 a와 b의 a==b는 참이다. find를 반복해서 호출해도 영속성 컨텍스트는 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환하기 때문이다. 따라서 영속성 컨텍스트는 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장한다.

 

-트랜잭션을 지원하는 쓰기지연

 엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스에 엔티티를 저장하지 않고 내부 쿼리 저장소에 INSERT SQL을 모아둔다. 그리고 트랜잭션을 커밋할 때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보내는데 이것은 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(transaction write-behind)이라한다. 트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저는 우선 영속성 컨텍스트를 플러시한다. 이 때 쓰기 지연 SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터베이스에 보낸다.

 

 여러개의 SQL 따로 실행하더라도 트랜잭션을 커밋하면 함께 저장되고 롤백하면 저장되지 않는다는 점은 그대로이다. 따라서 어떻게든 커밋 직전에만 데이터베이스에 SQL을 전달하면 된다. 이 기능을 잘 활용하면 등록 쿼리를 데이터베이스에 한 번에 전달해서 성능을 최적화 할 수 있다.

 

-변경 감지

 여러개의 수정 쿼리를 사용하는 개발 방식은 수정 쿼리가 많아지는 것은 물론이고 비즈니스 로직을 분석하기 위해 SQL을 계속 확인해야한다. 결국 직접적이든 간접적이든 비즈니스 로직이 SQL에 의존하게 된다.

 

 JPA는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때, 최초 상태를 복사해서 저장해두는데 이것을 스냅샷이라 한다. 그리고 플러시 시점에 스냅샷과 엔티티를 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다. 이렇게 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능을 변경 감지(dirty checking)라 한다. 변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다.  

 

 또한 변경감지된 UPDATE SQL에서는 수정된 데이터만 방영하지 않고 엔티티의 모든 필드를 수정에 반영한다. JPA의 기본 전략은 엔티티의 모든 필드를 업데이트 하는것이다. 이렇게 모든 필드를 사용하면 수정 쿼리가 항상 같기 때문에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 재사용할 수 있으며, 동일한 쿼리를 보낼때에도 이전의 쿼리를 재사용할 수 있다.

 

-지연 로딩

 객체를 불러올 때(로딩) 연관 관계 객체들을 같이 불러오는 것이 아니라, 뒤로 미룬다면(지연) 데이터 베이스 조회 성능이 최적화될 수 있다. 이러한 방법을 지연로딩이라 한다.  

 

플러시

플러시(flsuh())는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다. 플러시를 실행하면 변경 감지가 동작해서 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교해서 수정된 엔티티를 찾고 수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한 후 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송한다.

 

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법은 3가지이다.

첫번째로 엔티티 매니저의 flush()를 호출해서 영속성 컨텍스트를 강제로 플러시 할 수 있다. 테스트나 다른 프레임워크와 JPA를 함께 사용할 때를 제외하고는 거의 사용하지 않는다.

두번째로 트랜잭션을 커밋할 때 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터 베이스에 반영해야 하므로 플러시를 자동으로 호출한다.

세번째로 JPQL 쿼리를 실행 할 때 데이터베이스에 반영되지 않은 영속성 컨텍스트 내 엔티티들을 반영해줘야 하기 때문에 플러시를 자동 호출한다.

 

엔티티 매니저에 플러시 모드를 직접 지정하려면  javax.persistence.FlushModeType을 사용하면 된다. FlushModeType.AUTO로 설정하면 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시 하며, FlushModeType.COMMIT으로 설정하면 커밋할 때만 플러시한다. 대부분 AUTO 기본 설정을 그대로 사용한다.

 

준영속

 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리된 것을 준영속 상태라 한다. 따라서 준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다. 영속 상태의 엔티티를 준영속 상태로 만드는 방법은 크게 3가지다. 특정 엔티티를 준영속 상태로 전환하는 detach(), 영속성 컨텍스트를 초기화하는 clear(), 영속성 컨텍스트를 종료하는 close() 가 있다. 영속 상태의 엔티티는 주로 영속성 컨텍스트가 종료되면서 준영속 상태가 되며, 개발자가 직접 준영속 상태로 만드는 일은 드물다.

 

 준영속 상태의 특징으로는 우선 비영속 상태와 가깝다는 것이 있다. 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으므로 영속성 컨텍스트가 제공하는 어떠한 기능도 동작하지 않는다. 또한 준영속 상태는 이미 한 번 영속 상태였으므로 반드시 식별자 값을 가지고 있다. 마지막으로 준영속 상태는 지연 로딩 시 문제가 발생한다는 점이 있다.

 

 준영속 상태의 엔티티를 다시 영속 상태로 변경하려면 병합을 사용하면 된다. merge() 메소드는 준영속 상태의 엔티티를 받아서 그 정보로 새로운 영속 상태의 엔티티를 반환한다. merge()가 실행되면 파라미터로 넘어온 준영속 엔티티의 식별자 값으로 1차 캐시에서 엔티티를 조회한다. 만약 1차 캐시에 인티티가 없으면 데이터베이스에서 조회하고 1차 캐시에 저장한다. 조회한 영속 엔티티에 기존 준영속 엔티티의 값을 채워 넣고 영속 상태의 엔티티를 반환한다. contains()

메소드를 사용하면 영속성 컨텍스트가 파라미터로 넘어온 엔티티를 관리하는지 확인할 수 있다. 기존 준영속 상태의 엔티티와 merge()가 반환한 영속상태의 엔티티는 서로 다른 인스턴스다. 따라서 준영속 엔티티를 참조하던 변수를 영속 엔티티를 참조하도록 변경하는 것이 안전하다.

// 기존의 준영속 엔티티를 참조하던 변수로 영속 엔티티 참조
member = entityManager.merge(member);

 

 병합은 비영속 엔티티도 영속 상태로 만들 수 있다. merge() 메소드는 만약 인자로 넘어온 엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 모두 찾을 수 없다면 새로운 엔티티를 생성해서 병합한다. 식별자 값으로 엔티티를 조회할 수 있으면 불러서 병합하고 조회할 수 없으면 새로 생성해서 병합하는 것이다. 따라서 병합은 save or update 기능을 수행한다.