자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - (3) 영속성 관리

 Date: 2022-02-14

✓︎ 엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저
✓︎ 영속성 컨텍스트란?
✓︎ 엔티티의 생명주기
✓︎ 영속성 컨텍스트의 특징
✓︎ 플러시
✓︎ 준영속

1. 엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

  • 엔티티 매니저 팩토리는 엔티티를 만드는 공장인데, 공장을 만드는 비용이 상당히 크기 때문에, 한 개만 만들어서 애플리케이션 전체에서 공유하도록 설계되어 있다. 반면에, 엔티티 매니저 팩토리에서 엔티티 매니저를 생성하는 비용은 거의 들지 않는다.
  • 엔티티 매니저는 엔티티를 저장하고, 수정하고, 삭제하고, 조회하는 등 엔티티와 관련된 모든 일을 처리한다.
    엔티티 매니저는 엔티티를 저장하는 가상의 데이터베이스로 생각하면 된다.
  • 엔티티 매니저 팩토리는 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전하므로 서로 다른 스레드 간에 공유해도 되지만, 엔티티 매니저는 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시성 문제가 발생하므로 스레드간에는 절대 공유하면 안된다.

  • 엔티티 매니저는 데이터베이스 연결이 꼭 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않는다. 보통 트랜잭션을 시작할 대 커넥션을 획득한다.

  • EntityManagerFactory / EntityManager 생성하기

    EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook");
EntityManager em = emf.createEntityManager();

    Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook")를 호출하면META-INF/persistence.xml 에 있는 정보를 바탕으로 EntityManagerFactory를 생성한다.

2. 영속성 컨텍스트란?

  • 엔티티 매니저로 엔티티를 저장하거나 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리한다.
  • 영속성 컨텍스트는 논리적인 개념으로, 엔티티 매니저를 생성할 때 만들어져서 엔티티 매니저를 통해 접근하고 관리할 수 있다.

  • 엔티티 매니저를 사용해서 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장하기

    em.persist(member);

3. 엔티티의 생명주기

  • 엔티티에는 4가지 상태가 존재한다.

  • 비영속

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

  • 영속

    //객체를 저장한 상태(영속)
em.persist(member);
  
//JPQL을 사용해서 조회힌 상태(영속)
em.find(Member.class, id);

  • 준영속

    //회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리(준영속)
em.detach(member);
  
//영속성 컨텍스트를 닫거나 초기화(준영속)
em.close();
em.clear();

  • 삭제

    //객체를 삭제한 상태(삭제)
em.remove(member);

4. 영속성 컨텍스트의 특징

  • 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다. 식별자 값이 없으면 예외가 발생한다.
  • JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영한는데, 이것을 플러시(flush)라고 한다.

영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리할 때의 장점

  • 1차 캐시
    • 영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있는데 이것을 1차 캐시라고 한다.
    • 엔티티를 조회할 때 1차 캐시에서 먼저 찾고, 엔티티가 1차 캐시에 없으면 데이터베이스에서 조회한다.

    • 1차 캐시는 key: @Id로 매핑한 식별자, value: Entity 인스턴스인 Map 형태이다.
      데이터베이스를 바로 조회하지 않고, 메모리에 있는 1차 캐시를 사용하여 성능상 이점이 생긴다.

    • 엔티티 등록 : persist(), commit()

      EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
    
// 엔티티 매니저는 데이터 쓰기 시 트랜잭션을 시작해야 한다.
transaction.begin();
    
em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
// 여기까지 INSERT SQL을 DB에 보내지 않는다.
    
transaction.commit(); // 커밋하는 순간 DB에 INSERT SQL을 보낸다.
    • persist()

    • commit()

  • 영속 엔티티의 동일성 보장

    • 식별자가 같은 엔티티를 조회할 때 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환한다.

      Member a = em.find(Member.class, "member1");
Member b = em.find(Member.class, "member1");
    
System.out.println(a == b); //동일성 비교(true)

    동일성과 동등성
    - 동일성(identity) : 실제 인스턴스가 같다. 따라서 참조 값을 비교하는 == 비교의 값이 같다.
    - 동등성(equality) : 실제 인스턴스는 다를 수 있지만 인스턴스가 가지고 있는 값이 같다. 자바에서 동등성 비교는 equals() 메소드를 구현해야 한다.

  • 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
    • 엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 쓰기 지연 SQL 저장소에 모아둔다.
    • 트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트를 flush() 한다.
      플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화 하는 작업이다. (쓰기 지연 SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터베이스에 보낸다.)
    • 이 기능을 잘 활용하면 쓰기 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 한번에 전달해서 성능을 최적화 할 수 있다.
  • 변경 감지

    • JPA로 엔티티를 수정할 때는 단순히 엔티티를 조회해서 데이터만 변경하면 된다.

        Member memberA = em.find(Member.class, "memberA");
  memberA.setAge(10);
  // em.update(memberA); // 이런 코드가 없어도 된다.
  transaction.commit();

    • 엔티티의 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능을 변경 감지라고 한다.

    • JPA는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때, 최초 상태를 복사해서 스냅샷을 저장한다. 그리고 플러시 시점에 스냅샷과 엔티티를 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다.
    • 변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다.
    • JPA는 변경된 필드만 업데이트 하는 것이 아니라, 엔티티의 모든 필드를 업데이트 한다.
    • 모든 필드를 데이터베이스에 보내면 데이터 전송량이 증가하는 단점이 있지만, 수정 쿼리가 동일하여 쿼리를 재사용할 수 있다.
    • 엔티티에 필드가 많거나 저장되는 내용이 너무 크면 수정할 필드만 동적으로 UPDATE SQL을 생성하는 전략을 선택할 수 있다.
      @DynamicUpdate : 상황에 따라 다르지만 컬럼이 대략 30개 이상이면 정적 수정 쿼리보다 동적 수정 쿼리가 빠르다고 한다.
  • 지연 로딩
    • 실제 객체 대신 프록시 객체를 로딩해두고 해당 객체를 실제 사용할 때 영속성 컨텍스트를 통해 데이터를 불러오는 방법이다.

5. 플러시

  • 플러시(flush())는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한다.
  • 데이터베이스와 동기화를 최대한 늦추는 것이 가능한 이유는 트랜잭션이라는 작업 단위가 있기 때문이다.

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법

1) em.flush() 를 직접 호출한다.
테스트나 다른 프레임워크와 JPA를 함께 사용할 때를 제외하고 거의 사용하지 않는다.
2) 트랜잭션 커밋 시 플로시가 자동 호출된다.
3) JPQL 쿼리 실행 시 플러시가 자동 호출된다.

플러시 모드 옵션

  • FlushModeType.AUTO : 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시 (기본값)
  • FlushModeType.COMMIT : 커밋할 때만 플러시 COMMIT 모드는 성능 최적화를 위해 사용할 수 있다.

6. 준영속

  • 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리된 것을 준영속 상태라고 한다.
  • 준영속 상태에의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다.

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.

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

준영속 상태의 특징

  • 거의 비영속 상태에 가깝다.
  • 식별자 값을 가지고 있다.
  • 지연 로딩을 할 수 없다.

병합 : merge()

  • 준영속 상태의 엔티티를 다시 영속 상태로 변경하려면 병합을 사용하면 된다.
  • 병합은 비영속 엔티티도 영속 상태로 만들 수 있다.
  • 병합은 파라미터로 넘어온 엔티티의 식별자 값으로 영속성 컨텍스트를 조회하고 찾는 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회한다. 만약 데이터베이스에서도 발견하지 못하면 새로운 엔티티를 생성해서 병합한다.

Reference

3.3 엔티티의 생명주기 3.4 영속성 컨텍스트의 특징 JPA란 무엇인가?