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도서 '자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍' 을 보고 책 내용과 그 이외의 부족한 부분을 채워가며 공부한 내용입니다.

 

키워드 : 엔티티 매니저, 엔티티 매니저 팩토리, 영속성, 준영속, 비영속

1. 엔티티 매니저 팩토리

JPA가 제공하는 기능

  • 엔티티와 테이블을 매핑하는 설계 부분
  • 매핑한 엔티티를 실제 사용하는 부분
    • 엔티티 매니저를 통해 사용

 

엔티티 매니저

엔티티를 저장하고 수정하고 삭제하고 조회하는 등 엔티티와 관련된 모든 일을 처리
  • 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시성 문제 발생 -> 절대 스레드간에 공유하면 안됨
  • 엔티티 매니저는 트랜잭션이 시작하기 전까지는 데이터베이스 커넥션을 사용하지 않음

 

엔티티 매니저 팩토리

엔티티 매니저를 만드는 공장

공장을 만드는 비용이 상당히 크기 때문에 한 개만 만들어서 애플리케이션 전체에서 공유하도록 설계

공장에서 엔티티 매니저를 만드는 것은 비용이 크지 않음
  • 엔티티 매니저 팩토리에는 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전
  • EntityManagerFactory가 생성될 때 커넥션 풀을 만듬
//엔티티 매니저 팩토리 생성, 비용이 큼
EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook");

//엔티티 매니저 생성, 비용이 거의 안들어감
EntityManager em = emf.createEntityManager();

 

2. 영속성 컨텍스트

엔티티를 영구히 저장하는 환경
  • 엔티티 매니저로 엔티티를 저장하거나 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관, 관리
em.persist(member);
  • persist()
    • 엔티티 매니저를 사용해서 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장

 

3. 엔티티 생명주기

엔티티의 4가지 상태

  • 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 (new)

단순히 엔티티를 새로 생성한 상태

Member member = new Member(); 
member.setId("member1");
member.setUsername("회원 1");

영속 (Managed)

새로 생성한 엔티티가 영속성 컨텍스트에 의해 관리되는 상태 저장 or 조회를 실행하면 영속성컨텍스트가 먼저 엔티티를 관리

영속성 컨텍스트(EntityManager)에 의해 관리된다는 뜻

EntityManager.persist(member); // 저장
EntityManager.find(id); //조회

준영속 (detach)

영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하지 않는 상태

Query가 commit을 호출해도 영속성을 거치지 않는 상태이기 때문에 동작하지 않음 1차캐시에 남아있지 않으므로 당연히 DirtyChecking 기능도 동작하지 않음 영속성컨텍스트의 모든 기능을 이용할 수 없는 상태

EntityManager.detach(member); // 준영속으로 만들기
EntityManager.clear() // 영속성 컨텍스트 초기화

삭제 (removed)

엔티티를 삭제한 상태

EntityManager.remove(member); // 삭제 명령

 

영속성 컨텍스트의 특징

  • 영속성 컨텍스트와 식별자 값
영속성 컨텍스트는 엔티티 식별자 값(@Id로 테이블의 기본 키와 매핑한 값)으로 구분

영속 상태는 반드시 식별자 값이 반드시 있어야 함(식별자 값이 없으면 예외 발생)

 

  • 영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장
JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영 = Flush

 

  • 영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리
    1. 1차 캐시
    2. 동일성 보장
    3. 트랜잭션을 지원하는 쓰기
    4. 변경 감지
    5. 지연 로딩

엔티티 조회(영속)

캐시

영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있는데 이를 1차 캐시라 함
  • 영속 상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장
  • 영속성 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있는데 키는 @Id로 매핑한 식별자고 값은 엔티티 인스턴스

 

엔티티 조회 동작 과정

//엔티티를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member(); 
member.setId("member1");
member.setUsername("회원 1");

//엔티티 영속
em.persist(member);

//엔티티 조회
Member member = em.find(Member.class, "member1");

//EntityManager.find()의 메서드 정의
public <T> T find(Class<T> entityClass, Object primaryKey);
DB에서 데이터를 조회할 땐 무조건 1차캐시를 먼저 확인하고 없으면 1차캐시로 데이터를 영속화를 한 후에 값을 반환

 

장점

  • 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 출력
  • 데이터 값이 같은 두 객체는 참조하는 주소 값이 다름
  • 하지만 EntityManager에 의해 관리되는 상태이면 두 객체는 같은 참조를 지님

※ 동일성과 동등성

동일성(identity)

실제 인스턴스가 같다. 참조값을 비교하는 == 비교의 값이 같다.

동등성(equality)

실제 인스턴스는 다를 수 있지만 인스턴스가 가지고 있는 값이 같음

자바에서는 동등성 비교는 equals() 메서드를 구현해야 함

엔티티 등록(비영속 -> 영속)

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

//엔티티 매니저는 데이터 변경 시 트랜잭션을 시작
transaction.begin(); //트랜잭션 시작

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
//여기까지 INSERT SQL을 데이터베이스에 보내지 않음

//커밋하는 순간 데이터베이스에 INSERT SQL을 보냄
transaction.commit(); //트랜잭션 커밋

  • 모든 데이터 변경 Query를 쓰기지연 저장소에 보관해 놨다가 commit을 수행할 때 한번에 날림
@Slf4j
@SpringBootTest
@Transactional
@Rollback(false)
class UserTest {

    @Autowired
    EntityManager entityManager;

    @Test
    void lazy(){

        log.info("===== persist 효출 전 =====");
        User userA = new User("userA");
        entityManager.persist(userA);
        log.info("===== persist 효출 후 =====");

    }
}

  • persist 를 호출해도 바로 insert query가 발생하지 않고 commit시점에 호출이 된 것을 확인 가능

엔티티 수정(영속)

SQL 수정 쿼리의 문제점

SQL 사용 시 수정 쿼리를 직접 작성해야 함
UPDATE MEMBER
SET
	NAME=?,
    AGE=?,
    GRADE=?
WHERE
	id=?
  • 수정 쿼리가 많이짐
  • 비즈니스 로직을 분석하기 위해 SQL을 계속 확인해야 함

 

변경 감지(DirtyCheck)

엔티티의 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능

영속상태의 엔티티에만 적용 가능

Dirty Checking

  1. 트랜잭션 커밋하면 엔티티 매니저 내부에서 먼저 플러시(flush()) 가 호출
  2. 엔티티와 스냅샷을 비교해서 변경된 엔티티 찾기
  3. 변경된 엔티티가 있으면 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 보내기
  4. 쓰기 지연 저장소의 SQL을 데이터베이스에 보내기
  5. 데이터베이스 트랜잭션을 커밋

※ 스냅샷

엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때, 최초의 상태를 복사해서 저장해 두는 것

 

수정 쿼리 작성

  • JPA 기본 전략
    • 엔티티의 모든 필드 업데이트(NAME, AGE, GRADE ... 등 모든 필드를 사용)
      • 수정 쿼리가 항상 같아서(바인딩 되는 데이터는 다르지만) 애플리케이션 로딩 시점에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 재사용 가능
      • 데이터베이스에 동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 한번 파싱된 쿼리를 재사용 가능
    • 필드가 많거나 저장되는 내용이 너무 크면 수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성하는 전략
      • @org.hibernate.annotations.DynamicUpdate
        • 수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성(대부분 필드가 30개 이상일 경우)
      • @DynamicInsert
        • 데이터가 존재하는(null이 아닌) 필드만으로 INSERT SQL을 동적으로 생성
@Slf4j
@SpringBootTest
@Transactional
@Rollback(false)
class UserTest {

    @Autowired
    EntityManager entityManager;

    @Test
    void dirtyChecking(){

        User userA = new User("userA");
        entityManager.persist(userA);
		
        userA.setName("userB");
		
        entityManager.flush();
        entityManager.clear();

        User userB = entityManager.find(User.class, userA.getId());
        log.info("변경 후 = {}",userB);
    }
}

엔티티 삭제(영속 -> 비영속)

Member memberA = em.find(Member.class, "memberA"); //삭제 대상 엔티티 조회
em.remove(memberA); //엔티티 삭제
  • em.remove() : 삭제 대상 엔티티를 넘겨주면 엔티티 삭제
    • 엔티티 등록과 비슷하게 삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록
    • 트랜잭션을 커밋해서 플러시를 호출하면 실제 데이터 베이스에 삭제 쿼리 전달
    • em.remove() 호출 순간 memberA는 영속성 컨텍스트에서 제거

※ Flush

영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영하는 것
  • 변경 감지(Dirty Checking)가 동작해서 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교해 수정된 엔티티를 발견
  • 수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록
  • 쓰기지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송(등록, 수정, 삭제 쿼리)
  • 동기화라 생각하면 편함

 

플러시 방법

  • EntityManager.flush() 를 직접호출 (거의 사용 X)
  • Transaction commit (자동호출)
  • JPQL 쿼리를 직접 날림 (자동호출)

위 3가지 조건일 때 DB에 작업한 내용이 반영이 된다. ( 반영이 되어도 영속성 컨텍스트엔 해당 엔티티가 남아 있음)  

 

플러시 모드 옵션

엔티티 매니저에 플러시 모드를 직접 지정시 javax.persistence.FlushModeType을 사용
  • FlushModeType.AUTO
    • 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시(기본값)
  • FlushModeType.COMMIT
    • 커밋할 때만 플러시

준영속(영속 -> 준영속)

영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리(detached)된 것

준영속  상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없음

 

준영속 상태로 만드는 법

  • em.detach(entity) : 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환(해당 엔티티 관련 정보 1차 캐시, 쓰기지연 SQL 저장소에서 제거)
    • public void detach(Ojbect entity);
  • em.clear() : 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화(영속성 컨텍스트를 제거하고 새로 만든것과 동일)
  • em.close() : 영속성 컨텍스트를 종료

 

준영속 상태의 특징

  • 거의 비영속 상태에 가까움
    • 1차 캐시, 쓰기지연, 변경 감지, 지연 로딩을 포함한 영속성 컨텍스트가 제공하는 어떠한 기능도 동작 X
  • 식별자 값을 가지고 있음
    • 준영속 상태는 이미 한 번 영속 상태였으므로 반드시 식별자 값을 가지고 있음(비영속과의 차이점)
  • 지연 로딩 불가능

※ 지연 로딩

만약 연관관계에 있는 두 Entity 중(ex. user, team) 하나(user)를 호출 하였을때 그 와 연관된 다른 엔티티는 실제로 호출되기 전 까진 호출되지 않음

User만 호출 했을 경우 (user에 대한 select query 한번만 나감)

@Slf4j
@SpringBootTest
@Rollback(value = false)
@Transactional
class UserTest {

    @Autowired
    EntityManager entityManager;

    Long userId;

    @BeforeEach
    void save(){

        User userA = new User("userA");
        Team team = new Team("team");

        team.users.add(userA);

        userA.setTeam(team);

        entityManager.persist(team);
        userId = userA.getId();

        // 영속성 컨텍스트 초기화
        entityManager.flush();
        entityManager.clear();
    }

    @Test
    @DisplayName("team is null")
    void test(){

        User user = entityManager.find(User.class, userId);
        Team team = user.getTeam();

        Assertions.assertNull(team.name);
    }
}

  

User의 Team 까지 호출 하였을 경우 (프록시 강제초기화)

@Test
    @DisplayName("team is not null")
    void test(){

        User user = entityManager.find(User.class, userId);
        String teamName = user.getTeam().getName();

        Assertions.assertNotNull(teamName);
    }

team 의 getName() 을 호출해야만 team에 대한 select query가 한번 더 나감
즉, 실제로 사용하기 전 까진 query가 발생하지 않아 리소스 절감에 도움

이 옵션을 사용하기 위해선 연관관계를 지정할때 FetchType=Lazy로 설정해야 동작함. (Default 옵션으로 Eager 이 설정되어 있어 query가 user만 호출해도 2번 발생함) 보통 @X To One 관계일때 Lazy로 걸어둠 ( 최적화 관련 옵션 )

병합 merge()  (준영속 -> 영속)

준영속  상태의 엔티티를 받아서 그 정보로 새로운 영속 상태의 엔티티를 반환
public <T> T merge(T entity);
  • merge()
    • 파라미터로 넘어온 준영속 엔티티를 사용해서 새롭게 병합된 영속 상태의 엔티티를 반환
    • 파라미터로 넘어온 엔티티는 병합 후에도 준영속 상태로 남아있음
  • em.contains(entity)
    • 영속성 컨텍스트가 파라미터로 넘어온 엔티티를 관리하는지 확인하는 메서드
    • 즉, 아래에서 member는 준영속이므로 영속성 컨텍스트가 관리하지 않아서 false
    • mergeMember는 영속이므로 영속성 컨텍스트가 관리해서 true
      • 준영속인 member와 영속인 mergeMember는 서로 다른 인스턴스

동작 방법

  1. merge() 실행
  2. 파라미터로 넘어온 준영속 엔티티의 식별자 값으로 1차 캐시에서 엔티티 조회
    1. 만약 1차 캐시에 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 엔티티를 조회하고 1차 캐시에 저장
  3. 조회한 영속 엔티티(여기선 mergeMember)에 member 엔티티의 값을 채워 넣는다
    1. member 엔티티의 모든 값을 mergeMember에 밀어 넣음
    2. 이때 mergeMember의 "회원1"이 "회원명변경"으로 바뀜
  4. mergeMember 반환

 

※ 비영속 merge

  • 병합은 비영속 엔티티도 영속 상태로 만들 수 있음
Member member = new Member();
Member newMember = em.merge(member); //비영속 병합
tx.commit();

 

참고 자료

1. 김영한, 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍(출판지 : 에이콘, 2015)

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