[자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍] 영속성 관리 정리

JPA가 제공하는 기능은 크게 엔티티와 테이블을 매핑하는 설계 부분과 매핑한 엔티티를 실제 사용하는 부분으로 나눌 수 있다.

매핑한 엔티티를 엔티티 매니저를 통해 어떻게 사용하는지 알아보자.

엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저

데이터베이스를 하나만 사용하는 애플리케이션은 일반적으로 EntityManager Factory를 하나만 생성한다.

// 공장 만들기, 비용이 아주 많이 든다.
EntityManagerFactory emf =
    Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook");

위처럼 호출하면 META_INF/persistence.xml 에 있는 정보를 바탕으로 EntityManagereFactory를 생성한다.

이제부터 필요할 때마다 엔티티 매니저 팩토리에서 엔티티 매니저를 생성하면 된다.

// rhdwkddptj 엔티티 생성, 비용이 거의 안 든다.
EntityManager em = emf.createEntityManager();

• 엔티티 매니저 팩토리는 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전하다.
• 엔티티 매니저는 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시성 문제가 발생하므로 스레드 간에 절대 공유하면 안 된다.
• 엔티티 매니저는 데이터베이스 연결이 꼭 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않는다. 예를 들면 트랜잭션을 시작할 때 커넥션을 획득한다.
• 하이버네이트를 포함한 JPA 구현체들은 엔티티 매니저 팩토리를 생성할 때 커넥션풀도 만든다.

영속성 컨텍스트란?

영속성 컨텍스트: 엔티티를 영구 저장하는 환경

em.persist(member);

단순히 회원 엔티티를 저장하는 것이 아니라, persist() 메소드는 엔티티 매니저를 사용해서 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한다.

• 영속성 컨텍스트는 엔티티 매니저를 생성할 때 하나 만들어진다.
• 엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근할 수 있고, 관리할 수 있다.
• 여러 엔티티 매니저가 같은 영속성 컨텍스트에 접근할 수도 있다. 이런 복잡한 상황은 11장에서 더 자세히 다룬다.

엔티티의 생명주기

엔티티에는 4가지 상태가 존재한다.

• 비영속(new/transient): 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
  • 엔티티 객체를 생성했다. 순수한 객체 상태이며 아직 저장하지 않았다.
• 영속(managed): 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
  • 엔티티 매니저를 통해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장했다.
  • 영속 상태라는 것은 영속성 컨텍스트에 의해 관리된다는 뜻이다.
  • em.find()나 JPQL을 사용해서 조회한 엔티티도 영속 상태다.
• 준영속(detached): 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
  • 특정 엔티티를 준영속 상태로 만들려면 em.detach()를 호출하면 된다.
  • em.close()를 호출해서 영속성 컨텍스트를 닫거나 em.clear()를 호출해서 영속성 컨텍스트를 초기화해도 영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티는 준영속 상태가 된다.
• 삭제(removed): 삭제된 상태
  • 엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제한다.

영속성 컨텍스트의 특징

• 영속성 컨텍스트와 식별자 값
  • 영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값으로 구분함으로 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다. 없으면 예외가 발생한다.
• 영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장
  • JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영하는데 이것을 flush라 한다.
• 영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리할 때의 장점
  • 1차 캐시
  • 동일성 보장
  • 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
  • 변경 감지
  • 지연 로딩

엔티티 조회

• 영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있는데 이것을 1차 캐시라고 하고 영속 상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장된다.
  • 영속성 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있는데 키는 @Id로 매핑한 식별자고 값은 엔티티 인스턴스다.

// EntityManager.find() 메소드 정의
public <T> T find(Class<T> entityClass, Object primaryKey);

1차 캐시에서 조회

• em.find()를 호출하면 먼저 1차 캐시에서 엔티티를 찾고 만약 찾는 엔티티가 1차 캐시에 없으면 데이터베이스에서 조회한다.

데이터베이스에서 조회

• 데이터베이스를 조회해서 엔티티를 생성한다. 그리고 1차 캐시에 저장한 후에 영속 상태의 엔티티를 반환한다.

영속 엔티티의 동일성 보장

• em.find(Member.class, "member1")를 반복해서 호출해도 영속성 컨텍스트는 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환한다.

따라서 영속성 컨텍스트는 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장한다.

엔티티 등록

• 엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스에 엔티티를 저장하지 않고 내부 쿼리 저장소에 INSERT SQL을 차고차곡 모아둔다. 그리고 트랜잭션을 커밋할 때 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 보내는데 이것을 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이라 한다.
• 트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저는 우선 영속성 컨텍스트를 플러시한다.
  • flush: 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업인데 이때 등록, 수정, 삭제한 엔티티를 데이터베이스에 반영한다. 좀 더 구체적으로 이야기하면 쓰기 지연 SQL 저장소에 모인 쿼리를 데이터베이스에 보낸다. 이렇게 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한 후에 실제 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다.

트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이 가능한 이유

• 등록 쿼리를 그떄 그때 데이터베이스에 전달해도 트랜잭션을 커밋하지 않으면 아무 소용이 없다. 어떻게든 커밋 직전에만 데이터베이스에 SQL을 전달하면 된다. 이것이 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이 가능한 이유다.
• 이 기능을 잘 활용하면 모아둔 등록 쿼리를 데이터베이스에 한 번에 전달해서 성능을 최적화할 수 있따.

엔티티 수정

변경 감지

• JPA로 엔티티를 수정할 때는 단순히 엔티티를 조회해서 데이터만 변경하면 된다.
• em.update() 같은 메소드를 실행하지 않아도 되고 존재하지도 않는다.
• JPA는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때, 최초 상태를 복사해서 저장해두는데 이것을 스냅샷이라 한다.
• flush 시점에 스냅샷과 엔티티를 비교해서 변경된 엔티티를 찾는다.
• 변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다.
• JPA의 기본 전략은 변경된 부분만 수정하지 않고 엔티티의 모든 필드를 업데이트한다.
  • 모든 필드를 사용하면 수정 쿼리가 항상 같기 때문에 애플리케이션 로딩 시점에 수정 쿼리를 미리 생성해두고 재사용할 수 있다.
  • 데이터베이스에 동일한 쿼리를 보내면 데이터베이스는 이전에 한 번 파싱된 쿼리를 재사용할 수 있다.
  • 필드가 많거나 저장되는 내용이 너무 크면 @org.hibernate.annotations.DynamicUpdate 어노테이션을 사용하여 수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성한다.
  • 상황에 따라 다르지만 컬럼이 대략 30개 이상이 되면 @DynamicUpdate를 사용한 동적 수정 쿼리가 빠르다고 한다.

엔티티 삭제

• em.remove()에 삭제 대상 엔티티를 넘겨주면 엔티티를 삭제한다.
• 즉시 삭제하지 않고 엔티티 등록과 비슷하게 삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한다.
• em.remove(memberA)를 호출하는 순간 memberA는 영속성 컨텍스트에서 제거된다.

플러시

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

영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법 3가지

1. em.flush() 직접 호출
   • 거의 사용하지 않는다.
2. 트랜잭션 커밋 시 플러시가 자동 호출된다.
   • 트랜잭션을 커밋하기 전에 꼭 플러시를 호출해서 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영해야 한다.
3. JPQL 쿼리 실행 시 플러시가 자동 호출된다.
   • JPQL 쿼리 실행 전에 같은 트랜잭션에서 변경된 부분이 있으면 반영해야 하기 때문이다.
   • 식별자를 기준으로 조회하는 find() 메서드는 플러시가 실행되지 않는다.

플러시 모드 옵션

em.setFlushMode(FlushModeType.AUTO) //커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시(기본값)
em.setFlushMode(FlushModeType.COMMIT) //커밋할 떄만 플러시

준영속

준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다.

준영속 상태로 만드는 방법 3가지

1. em.detach(entity): 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환된다.
   • 1차 캐시부터 쓰기 지연 SQL 저장소까지 해당 엔티티의 모든 정보가 제거된다.
2. em.clear(): 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화한다.
   • 영속성 컨텍스트를 제거하고 새로 만든 것과 같다.
3. em.close(): 영속성 컨텍스트를 종료한다.
   • 개발자가 직접 준영ㅇ속 상태로 만드는 일은 드물다.

준영속 상태의 특징

• 거의 비영속에 가깝다.
• 식별자 값을 가지고 있다.
• 지연 로딩을 할 수 없다.
  • 지연 로딩은 실제 객체 대신 프록시 객체를 로딩해두고 해당 객체를 실제 사용할 때 영속성 컨텍스트를 통해 데이터를 불러오는 방법이다.

병합: merge()

• merge() 메소드는 준영속 상태의 엔티티를 받아서 그 정보로 새로운 영속 상태의 엔티티를 반환한다.

    public <T> T merge(T entity); //merge() 메소드 정의

• 병합은 파라미터로 넘어온 엔티티의 식별자 값으로 영속성 컨텍스트를 조회하고 찾는 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회한다. 데이터베이스에서도 발견하지 못하면 새로운 엔티티를 생성해서 병합한다.

• 병합은 준영속, 비영속을 신경 쓰지 않고 식별자 값으로 엔티티를 조회할 수 있으면 불러서 병합하고 조회할 수 없으면 새로 생성해서 병합한다.