1. 영속성 컨텍스트

1. 엔티티 매니저 팩토리, 엔티티 매니저

새로운 고객의 요청이 올 때마다 엔티티 매니저 팩토리는 엔티티 매니저를 생성하고 엔티티 매니저는 내부적으로 데이터베이스 커넥션을 사용해서 DB를 사용한다. 

 

EntityManagerFactory

• 생성하는 비용이 크기 때문에 한 개만 만들어 애플리케이션 전체에서 공유한다.
• 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전하다.

EntityManager

• 엔티티의 CRUD 등 엔티티와 관련된 모든 일을 처리한다.
• 여러 스레드가 동시에 접근을 하게 되면 동시성 문제가 발생하므로 스레드 간에 절대 공유하면 안 된다.

 

2. 영속성 컨텍스트

 

영속성 컨텍스트란 엔티티를 영구 저장하는 환경이라는 뜻이다. 

EntityManager.persist(member);

member 엔티티를 데이터 베이스에 저장하는 것이 아닌 엔티티 매니저를 사용해서 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장하는 코드이다.

영속성 컨텍스트는 엔티티 매니저를 생성할 때 하나만 만들어진다. 엔티티 매니저를 통해 영속성 컨텍스트에 접근할 수 있고, 영속성 컨텍스트 관리가 가능하다.

 

3. 엔티티의 생명주기

비영속(new/transient)

- 엔티티 객체가 생성된 순수 객체 상태로 아직 영속성 컨텍스트나 데이터베이스와는 전혀 관계가 없는 상태

//객체를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");

 

영속(managed) 

- 엔티티 매니저를 통해 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장하면 영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하므로 영속 상태가 된다.

//객체를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");

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

//객체를 저장한 상태(영속)
em.persist(member);
//영속 상태가 된다고 해서 데이터베이스에 저장되는 것은 아님(트랜잭션이 commit하는 시점에 영속성 컨텍스트에 있는 엔티티들에 대한 쿼리가 날아감)

 

 

준영속(detached) / 삭제(removed) 

- 영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으면 준영속 상태가 된다.

em.detach(member); //회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리, 준영속 상태
em.remove(member); //객체를 삭제한 상태(삭제)
em.close(); //영속성 컨텍스트 닫기
em.clear(); //영속성 컨텍스트 초기화

 

영속성 컨텍스트 특징

• 영속성 컨텍스트와 식별자 값
  • 영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값(@Id로 PK와 매핑한 값)으로 구분한다. 따라서 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다.
• 영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장
  • JPA는 보통 트랜잭션을 commit하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영하는데 이를 플러시(flush)라고 한다.
• 영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하면 얻게되는 장점
  • 1차 캐시
  • 동일성(identity) 보장
  • 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(transactional write-behind)
  • 변경 감지(Dirty Checking)
  • 지연 로딩(Lazy Loading)

4. 엔티티 조회, 1차 캐시

 

//엔티티를 생성한 상태(비영속)
Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");
//엔티티를 영속
em.persist(member);

 

em.persist(member)을 실행하게 되면 member 엔티티가 영속 상태가 되고 영속성 컨텍스트의 1차 캐시에 저장이 된다.

• 1차 캐시
  • 영속성 컨텍스트 내부의 캐시를 말하는데 영속 상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장된다. 쉽게 말해 영속성 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있는데(1차 캐시), 키는 @Id로 매핑한 식별자고 값은 엔티티 인스턴스이다.

 

1차 캐시가 존재해서 얻는 이점

1차 캐시에서 조회

 

 

Member member = new Member();
member.setId("member1");
member.setUsername("회원1");

//1차 캐시에 저장
em.persist(member);

//1차 캐시에서 조회
Member findMember = em.find(Member.class, "member1");

 

엔티티를 조회하는 find 메서드가 실행되면 먼저 1차 캐시에서 식별자 값으로 엔티티를 찾는다. 만약  찾는 엔티티가 1차 캐시에 있으면 데이터베이스를 조회하지 않고 메모리에 있는 1차 캐시에서 엔티티를 조회한다.

1차 캐시에 찾는 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회한다.

 

 

 Member findMember2 = em.find(Member.class, "member2");

 

1차 캐시에 member1만 있고 member2는 없기 떄문에 데이터베이스에서 member2를 조회한다.

조회한 데이터로 member2 엔티티를 생성해서 1차 캐시에 저장하고 조회한 엔티티를 반환한다.(영속상태)

이후에 member1, memeber2에 대해 find를 요청하면 데이터베이스에 접근하지 않고, 1차 캐시에 있는 엔티티를 반환할 것이다. 1차 캐시로 인해 데이터베이스에 접근할 빈도가 줄어듦으로 성능상 이점을 얻을 수 있다. (1차 캐시는 한 트랜잭션 안에서만 효과가 있기 때문에 성능상 이점이 크지는 않다.)

 

영속 엔티티의 동일성 보장

Member a = em.find(Member.class, "member1");
Member b = em.find(Member.class, "member1");

System.out.pringln(a == b); //동일성 비교 true

 

영속성 컨텍스트는 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환하기 때문에 true이다.

따라서 영속성 컨텍스트는 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장한다.

만약 영속성 컨텍스트에 emmber1이 없는데 위 코드를 실행한다해도 결과는 같에 나올 것이다.

처음 member1에 대한 find 요청 시 엔티티 매니저는 데이터베이스에서 member1을 조회해서 1차 캐시에 저장하고 반환한다.

두 번째 요청시에는 영속성 컨텍스트가 1차 캐시에 있는 member1 엔티티 인스턴스를 반환하므로 같은 결과가 된다.

 

5. 엔티티 등록

트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
//엔티티 매니저는 데이터 변경시 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 매니저를 사용하여 엔티티 영속성 컨텍스트에 등록하는 코드이다. 엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스에 엔티티를 저장하지 않고 내부 쿼리 저장소에 INSERT SQL을 모아둔다. 이후 트랜잭션을 커밋할 때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보내서 저장시킨다. -> 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

 

 

em.persist(memberA)가 실행되면 영속성 컨텍스트는 1차 캐시에 memberA에 대한 엔티티를 저장하면서 동시에 JPA가 이 entity를 분석해서 쓰기 지연 SQl 저장소에 INSERT 쿼리를 저장한다. (DB에는 아직 INSERT 쿼리를 보내지 않는다.)

 

em.persist(memberB)가 실행되면 memberA와 같은 작업이 실행된다.

이후 트랜잭션을 커밋하는 순간 쓰기 지연  SQL 저장소에 저장된 커리들이 DB로 보내진다.

 

트랜잭션을 commit하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트를 flush한다. flush는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업인데 이때 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 데이터베이스에 반영한다.

 

6. 엔티티 수정

변경 감지(Dirty Checking)

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
transaction.begin(); // [트랜잭션] 시작
// 영속 엔티티 조회
Member memberA = em.find(Member.class, "memberA");
// 영속 엔티티 데이터 수정
memberA.setUsername("hi");
memberA.setAge(10);

transaction.commit(); // [트랜잭션] 커밋

 

 

수정을 하기 위해서는 em.update(member) 같은 코드가 있어야할 거 같은데 memberA에 대한 setter로만 변경헀는데 어떻게 데이터베이스의 엔티티가 수정되는 것일까?

그 이유는 JPA가 변경 감지(Dirty checking)기능이 있기 때문이다.

변경 감지는 엔티티의 변경 사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능이다.

 

- 스냅샷 : JPA는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때 최초 상태를 복사해서 저장해두는 것

트랜잭션을 커밋하게 되면 엔티티 매니저 내부에서 flush()가 호출된다. 이후 엔티티와 스냅샷을 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다.

만약 변경된 엔티티가 있다면 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 보낸다. 쓰기 지연 저장소의 SQL을 데이터베이스에 보내고 이후 트랜잭션을 커밋한다.

 

-변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용이 되므로 비영속, 준영속처럼 영속성 컨텍스트의 관리를 받지 못하는 엔티티는 값을 변경해도 데이터베이스에 반영되지 않는다.

 

변경 감지로인해 실행된 UPDATE SQL의 쿼리는 변경된 부분만 따로 수정 쿼리가 생성되지는 않는다. JPA의 기본 전략은 엔티티의 모든 필드를 업데이트 하기 때문에 모든 필드를 업데이트하면 데이터베이스에 보내는 데이터 전송량이 증가하는 단점이 있지만, 다음 두 가지 장점으로 인해 모든 필드를 업데이트 한다.

• 모든 필드를 사용하면 수정 쿼리가 항상 같이 때문에 애플리케이션 로딩 시점에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 재사용할 수 있다.
• 데이터베이스에 동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 한 번 파싱된 쿼리를 재사용할 수 있다.

 

7. 엔티티 삭제

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

em.remove(memberA); //엔티티 삭제

 

엔티티를 즉시 삭제하는 것이 아닌 엔티티 등록과 비슷하게 삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록하고 이후 트랜잭션을 커밋해서 플러시를 호출하면 실제 데이터베이스에 삭제 쿼리를 전달한다.

(em.remove(memberA)를 호출하는 순간 memberA는 영속성 컨텍스트에서 제거된다.)

 

8. 플러시

flush()는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영하는데 플러시를 실행하게 된다면 

먼저 변경 감지가 동작해서 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교하여 수정된 엔티티를 찾는다.

그다음 수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어서 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한다.

마지막으로 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송한다.

 

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법

• em.flush() - 직접 호출
• 트랜잭션 커밋 - 플러시 자동 호출
  • 데이터베이스에 변경 내용을 SQL로 전달하지 않고 트랜잭션만 커밋하면 어떤 데이터도 데이터베이스에 반영이되지 않는다. 따라서 트랜잭션을 커밋하기 전에 꼭 플러시를 호출해서 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영해야 한다. JPA는 이런 문제를 예방하기 위해 트랜잭션을 커밋할 때 플러시를 자동으로 호출한다.
• JPQL 쿼리 실행 -플러시 자동 호출

플러시 모드 옵션

• FlushModeType.AUTO : 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시(기본값)
• FlushModeType.COMMIT : 커밋할 때만 플러시
  • JPQL 쿼리 실행시 플러시가 자동으로 일어나는데, 만약 JPQL에서 사용할 테이블이 이전 작업들과 전혀 관련이 없다면 이 옵션으로 플러시를 커밋할 때로 변경할 수 있다.

플러시는 영속성 컨텍스트를 비우지는 않는다.

영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한다.

트랜잭션이라는 작업 단위가 중요한데 커밋 직전에만 동기화를 하면 된다.

 

9. 준영속 상태

준영속 상태는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리(detached)된 것으로 준영속 상태가 되면

영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용하지 못하게 된다.

 

준영속 상태로 만드는 방법

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