[JPA] 영속성 관리

들어가며

해당 글은 자바 ORM 표준 프로그래밍을 정리한 글입니다.

해당 포스트에서는 엔티티 매니저 팩토리, 엔티티 매니저, 영속성 컨텍스트, 영속성 컨텍스트의 특징에 대해서 알아본다. JPA를 다루기 위해서는 영속성 컨텍스트의 특징에 대해서 잘 알고 있어야 하고, 엔티티 매니저의 역할이 무엇인지 정확하게 알고 넘어가도록 한다.

엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

엔티티 매니저 팩토리

• 엔티티 매니저를 만들기 위한 팩토리이다
• 엔티티 매니저 팩토리를 생성하는데는 큰 비용이 발생하기에 서로 다른 스레드에서 공유해도 상관없음

  // Factory를 생성하는데 비용이 많이 발생
  // 따라서 bean으로 등록 후 재사용
  EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook");
  EntityManager em = emf.createEntityManager();
  

엔티티 매니저

• 엔티티를 저장, 수정, 삭제, 조회 하는 등 엔티티와 관련된 모든 일을 처리
• 엔티티를 관리하는 관리자
• 개발자 입장에서 엔티티 매니저는 엔티티를 저장하는 가상의 데이터베이스로 생각
• 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시성 문제가 발생하므로 스레드 간에 절대 공유하면 안된다
  • 대부분의 엔티티 매니저와 영속성 컨텍스트는 1:1 관계로 사용해 엔티티를 관리한다. 여러 스레드에서 영속성 컨텍스트에 저장된 엔티티를 동시에 수정하게 되면 동시성 문제가 발생 가능
• 데이터베이스 연결이 꼭 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않는다. 예) 트랜잭션을 시작할 때 커넥션을 맺는다.

영속성 컨텍스트란

영속성 컨텍스트(Persistence context)

• 영속성 컨텍스트를 번역하면 엔티티를 영구 저장하는 환경을 의미
• 엔티티 매니저를 사용해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한다.
• 여러 엔티티 매니저가 같은 영속성 컨텍스트에 접근가능하나 대부분은 하나의 엔티티 매니저가 하나의 영속성 컨텍스트를 가진다.

엔티티 생명주기

비영속(new/transient)

• 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태

영속(managed)

• 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
• persist(), merge(), find()를 통해서 영속 상태로 만들 수 있다.
• 영속 상태인 경우 영속성 컨텍스트의 관리를 받을 수 있다.

준영속(detached)

• 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
• 준영속 상태가 되면 영속성 컨텍스트의 관리를 받을 수 없다.

삭제(removed)

• 영속성 컨텍스트에서 삭제된 상태

영속성 컨텍스트의 특징

영속성 컨텍스트와 식별자 값

• 엔티티를 구분하는 식별자 값(@Id)으로 구분
• 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 하며 없으면 예외가 발생
• 영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리할 때 장점

1차 캐시

• 영속성 컨텍스트에 내부에 캐시이며, 영속 상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장된다.
• 엔티티를 조회할 때 먼저 1차 캐시에서 확인 후 없으면 데이터베이스에서 조회 후 1차 캐시에 저장 후 데이터를 전달

동일성 보장

• 영속성 컨텍스트에 있는 저장되어 있는 엔티티 인스턴스는 여러번 조회하더라도 같은 것을 반환한다, 즉 동일성을 보장한다.
  • 동일성 : 실제 인스턴스가 같다. 따라서 참조 값을 비교하는 == 비교의 값이 같다.
  • 동등성 : 실제 인스턴스는 다를 수 있지만 인스턴스가 가지고 있는 값이 같다. 자바에서 동등성 비교는 equals() 메소드를 구현해야 한다.

트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

INSERT 시에 1차 캐시에 저장을 해두고 SQL은 쓰기지연 SQL 저장소에 저장해두었다가 FLUSH 가 호출되었을 때 실제 데이터베이스에 반영 한다.

커밋을 하기 직전에만 데이터베이스에 SQL을 전달하면 되기 때문에 쓰기 지연이 가능하다

변경 감지

영속성 컨텍스트로 관리되고 있는 엔티티의 경우 FLUSH 가 호출되었을 때 스냅샷된 엔티티 값과 비교하여 값이 다른 경우 UPDATE 가 발생

UPDATE 의 경우 전체 필드에 대해서 업데이트가 발생하며 전체 쿼리로 업데이트 할때의 장점은 2가지가 있다.

1. 애플리케이션 로딩 시점에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 재사용할 수 있다.
2. 데이터베이스에 동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 한 번 파싱된 쿼리를 재사용할 수 있다.

많은 필드를 갖고 있는 엔티티의 경우는 비효율적일 수 있으니 하이버네이트에서는 DynamicUpdate를 지원한다. 30개 이상의 경우 DynamicUpdate가 더 좋을 수 있으며 그 전에는 비슷할 수 있다.

지연 로딩

해당 엔티티를 프록시 상태로 영속성 컨텍스트에 저장 하고 사용할 때 실제 엔티티 정보를 LAZY LOADING 할 수 있다.

// 식별자만 갖고 있는 프록시 상태의 레퍼런스 객체
Member member = entityManager.getReference(Member.class, "member1");
// 실제 사용할 때 select를 통해서 조회
String name = member.getName(); 

플러시

영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다. 영속성 컨텍스트에 보관된 엔티리를 지우는게 아니라 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터 베이스에 동기화 하는 것이다.

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

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법

1. em.flush()를 직접 호출한다.

   테스트나 다른 프레임워크(mybatis, jdbc)와 JPA를 함께 사용할 때를 제외하고 거의 사용하지 않음

2. 트랜잭션을 커밋할 때 플러시를 자동호출 한다.
3. JPQL이 실행되기 전에 플러시가 호출된다

준영속

• 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리된 것을 준영속 상태
• 준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다.
• 준영속 상태가 되면 엔티티 컨텍스트에서 값이 제거된다.

준영속 상태로 만드는 방법

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

준영속 상태의 특징

• 거의 비영속 상태에 가깝다.
• 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으므로 1차 캐시, 쓰기 지연, 변경 감지, 지연 로딩을 포함한 영속성 컨텍스트가 제공하는 어떠한 기능도 동작하지 않는다.
• 식별자 값을 갖고 있다.
• 한 번 영속 상태였으므로 반드시 식별자를 갖고 있다.
• 지연로딩을 할 수 없다.

병합: merge()

비영속 상태에서나 준영속상태에서 영속상태로 변경하기 위해서는 병합을 사용하면 된다.

1. merge()를 호출하여 식별자 값을 가지고 1차 캐시에서 조회
2. 1차 캐시에 없는 경우 데이터베이스에서 조회 후 1차 캐시에 등록
3. 영속성 엔티티 값을 반환

마치며

엔티티 매니저 팩토리, 엔티티 매니저, 영속성 컨텍스트에 대해서 알아 보았다. 해당 내용은 JPA를 개발한다면 반드시 알아야 하는 내용이라 생각한다. 대부분의 문제가 영속성 컨텍스트의 특징을 잘 모를 때 발생 하는 것 같으며 Spring Data JPA를 사용하게 되면 많은 부분이 자동으로 적용되기 때문에 기초에 대해서 다시 한번 공부해보는 시간을 가져보는게 좋아보인다.😊

---

• JPA 리뷰 글 보러가기

---