서비스 추상화

김수환·2023년 8월 4일

서버 스터디 : 스프링

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자바에 적용되는 기술은 다양하다.
상황에 따라 기술이 바뀌고 이에 적용하는 API가 달라 그때 그때 방식을 익혀야하는 번거로운 상황이 발생한다.
스프링은 이를 일관된 방식으로 사용할 수 있도록 지원한다.

추상화란?

추상화

하위 레벨 에서의 공통점을 뽑아내서 분리시키는 것을 말한다.

하위 레벨의 동작 방식을 몰라도, 또는 하위 레벨이 바뀌더라도 같은 방법으로 접근할 수가 있다.

서비스 추상화

기능은 유사하나 사용 방법이 다른, 하위 레벨의 여러 기술에 대해 인터페이스와 일관된 접근을 제공해 주는 것을 말한다.

사용자 레벨 관리 기능 추가

userDAO에 추가할 기능

사용자 레벨은 BASIC, SILVER, GOLD 중 하나
basic : 최초 가입
silver : 50회 이상 로그인
gold : silver 레벨에서 추천 30회 이상
일정 주기로 레벨업 작업 수행

필드 추가

Level enum class 추가
- 안전한 제공을 위해 enum 클래스를 추가한다.
- basic(1), silver(2), gold(3)
User 필드 추가
- Level 타입 변수 level 추가
- int 형 변수 login, recommend 추가
  - login : 로그인 횟수
  - recommend : 추천수
- DB에 User 테이블에 필드 추가
  - level, login, recommend
UserDaoTest 수정
- 바꾼 코드에 따라 수정
- level, login, recommend 필드 값 검증 로직 추가
UserDaoJdbc 수정
- User 테이블에 추가한 필드에 맞게 로직을 추가
  - insert 문에 필드 추가
  - User 객체 매핑용 콜백에 필드 추가

추가할 필드에 오타가 있었다면?
- 기능을 실제 사용해 보지 않고는 찾기 힘듦
- 테스트코드가 있어 미리 잡을 수 있다!!!

사용자 수정 기능 추가

사용자 정보에서 id를 제외한 다른 정보는 모두 수정 될 수 있다.

update 메소드 추가
- UserDao 인터페이스에 update 메소드를 추가한다.
- UserDaoJdbc에 update를 구현한다.
- JdbcTemplate의 update() 메소드를 사용해 쿼리문 UPDATE 문과 파라미터를 전달해준다.
수정 기능 테스트
- update() 메소드가 정상적으로 동작하는지 확인한다.
- 쿼리에 WHERE 문을 빠뜨릴 수 있다.
  - 두명의 사용자를 등록 -> 한명의 정보만 수정 ->
    두 사용자 모두 정보 확인

UserService.upgradeLevels()

비즈니스 로직을 다루기 위해 UserService 클래스를 만든다.

UserService는 UserDao에 의존한다.

DI를 하기 위해서 UserService도 스프링 빈으로 등록한다.

upgradeLevels()

사용자 정보를 DAO에서 가져와 한명씩 레벨 변경 작업을 수행한다.
- Basic 로그인 조건 달성 -> Silver 로 승급
- Silver 추천 조건 달성 -> Gold로 승급
- Gold 변화 없음

public class UserService {
	UserDao userDao;
    
    public void setUserDao(UserDao userDao){
    	this.userDao = userDao;
    }
    
    public void upgradeLevels() {
    List<User> users = userDao.getAll(); 
    for(User user : users) {
        Boolean changed = null; // 레벨의 변화가 있는지를 확인하는 플래그 
        
        if (user.getLevel() == Level.BASIC && user.getLogin() >= 50) { 
        	// basic 업그레이드
            user.setLevel(Level.SILVER); 
            changed = true; // 레벨 변경 플래그
        } 
        else if (user.getLevel() == Level.SILVER && user.getRecommend() >= 30) {
        	// silver 업그레이드
            user.setLevel(Level. GOLD) 
            changed = true; // 레벨 변경 플래그
        } 
        else if (user.getLevel() == Level.GOLD) { 
        	// gold 변경 없음
            changed = false; // 레벨 변경 플래그
        } 
        else { 
            changed = false; // 레벨 변경 플래그
        } 
        
        if (changed) { userDao.update(user); }
    }   
}

UserService.add()

회원가입을 하면 최초의 레벨은 basic 이다.
이는 비즈니스 로직이기 때문에 UserService에서 설정해준다.

public void add(User user){
	if(user.getLevel() == null) // user의 레벨이 주어지면 그냥 그대로 저장한다.
    	user.setLevel(Level.BASIC);
    UserDao.add(user);
}

코드 개선

기존 코드를 수정하여 테스트하기에 앞서 우리는 다음과 같은 질문을 해볼 필요가 있다.

코드에 중복된 부분은 없는가?
코드가 무엇을 하는 것인지 이해하기 불편하지 않은가?
코드가 자신이 있어야할 자리에 있는가?
앞으로 변경이 일어난다면 어떤 것이 있을 수 있고, 그 변화에 쉽게 대응할 수 있게 작성되어 있는가?

upgradeLevels() 리팩토링

if/elseif/else 블록들의 가독성이 떨어진다.
성격이 다른 여러 가지 로직이 섞여 있다.

if-else 체인에서 나는 냄새
- if-else 체인에는 어떤 상태의 변화, 조건, 조건 만족 시 작업이 같이 있음
- 논리의 흐름을 이해하기 어렵다.
이는 성격이 다른 여러 가지 로직이 한데 섞여 있기 때문이다.

-> 관심사의 분리를 통해 이를 해결하자

public void upgradeLevels() {
    List<User> users = userDao.getAll(); 
    for(User user : users) {
        if (canUpgradeLevel(user)) { 
            upgradeLevel(user);
        }
    }
}
private void upgradeLevel(User user){
        user.upgradeLevel();
        userDao.update(user);
}

// User.upgradeLevel
private void upgradeLevel() {
      Level currentLevel = this.getLevel();
            if(currentLevel == null) 
                    throw new IllegalStateException("유저의 레벨이 존재하지 않습니다.");
      try {
      		Level nextLevel = Level.valueOf(++currentLevel.intValue());
            this.setLevel(nextLevel);
          }
            catch(AssertionError e){
           	throw new IllegalStateException(this.level + " 업그레이드 불가. 이미 최고레벨입니다.");
          }
  }

트랜잭션 서비스 추상화

레벨 관리 작업중 네트워크나 DB의 문제로 작업 완료가 어려워 졌다.
롤백을 통해 레벨 관리 작업 전으로 돌려놓자.

트랜잭션
: 레벨 관리 작업

여러 작업이 하나의 트랜잭션으로 묶이면 하나의 작업으로 취급한다.

트랜잭션은 모두 성공하던지 모두 실패하여야 한다.

만약 트랜잭션을 완료할 수 없다면, 아예 작업이 시작조차 안한 것 처럼 감쪽같이 돌려놓아야 한다.

롤백
: 레벨 관리 작업 전으로 돌려놓자

트랜잭션이 완전히 실행되지 못하면 실행된 작업을 취소시켜야 한다.

이를 Transaction Rollback이라고 한다.

커밋
: 한 사용자의 레벨 관리

트랜잭션은 여러 작업(커밋)으로 이루어진다.

커밋 이후 실행되는 rollback은 가장 최근의 커밋 상태로 돌아온다.

커밋에 이름을 붙이고 해당 커밋으로 되돌릴 수 있다.

JDBC의 트랜잭션

autoCommit 옵션이 디폴트가 true이다.
하나의 쿼리당 커밋이 자동으로 이뤄져 트랜잭션을 지정하고 싶으면 autoCommit 옵션을 false로 지정해 줘야 한다.
commit(), rollback()으로 트랜잭션 종료를 설정하는 것을 Transaction Demarcation(트랜잭션 경계설정)이라고 부른다.

Connection c = dataSource.getConnection(); 

c.setAutoCommit(false); // 트랜잭션 시작 
try { 
        PreparedStatement st1 = c.prepareStatement("(update sql)"); 
        st1.executeUpdate(); 
        PreparedStatement st2 = c.prepareStatement("(delete sql)"); 
        st2.executeUpdate(); 
        c.commit(); // 트랜잭션 커밋 
} catch (Exception e) { 
        c.rollback(); // 트랜잭션 롤백 
} 

c.close();

트랜잭션은 커넥션이 만들어지고 닫히는 범위에 존재한다.
DB 커넥션 내부에서 만들어지는 트랜잭션을 로컬 트랜잭션이라 한다.
JDBC의 트랜잭션 경계 설정은 Connection 오브젝트를 이용한다.
UserDao를 구현하면서 JdbcTemplate의 메소드를 사용하면서 Connection을 직접 조작하지 않았다.
- 트랜잭션을 설정하지 않았다.
트랜잭션은 일반적으로 커넥션 보다 존재 범위가 짧다.
JdbcTemplate의 메소드를 사용하는 UserDao는 메소드 마다 하나씩의 독립적인 트랜잭션으로 실행된다.
userDao.update()마다 커넥션이 열고 닫히면서 하나의 트랜잭션이 생겨나는 것이다.
```
트랜잭션 결과는 db에 그대로 남는다.
```

트랜잭션의 범위설정을 해야한다.

1. 커넥션 관리를 UserService에 맡길 수 있다.

upgradeLevels() 의 로직이 하나의 트랜잭션이 되어야 한다.
데이터 접근 코드를 그대로 두고 트랜잭션 부분만 가져오면 책임이 다른 코드를 분리 할 수 있다.

트랜잭션을 유지하기 위해선 UserDao의 메소드를 호출 할 때 Connection 객체를 파라미터로 넘겨 줘야 한다.
- 매번 새로운 Connection을 만들면 또 별개의 트랜잭션이 만들어진다.

class UserService{
	public void upgradeLevels() throws Exception{
    	Connection c = ... ;
        ...
        try{
        	...
            upgradeLevel(c,user);
            ...
        }
        ...
    }
    void upgradeLevel(Connection c, User user){
    	user.upgradeLevel();
        userDao.update(c,user);
    }
}

interface UserDao(){
	public update(Connection c, User user);
    ...
}

DB연결을 깔끔하게 처리를 하기위해 JdbcTemplate을 만들었는데, 이 관심사의 분리가 깨졌다.
UserService 메소드에서 넘겨주는 Connection객체로 인해 코드가 지저분해진다.

2. 독립적인 트랜잭션 동기화

JdbcTemplate이 트랜잭션 동기화 방식을 이용하도록 한다.

UserService에서 트랜잭션을 시작하기 위해 만든 Connection 객체를 따로 저장하고 DAO 메소드가 이 Connection을 사용하도록 한다.
-트랜잭션이 종료되면 그때 동기화를 마치면 된다.

Connection을 생성한다.
Connection을 트랜잭션 동기화 저장소에 저장한다.
autoCommit옵션을 false로 두어 트랜잭션을 시작한다.
update 호출
동기화 저장소에서 트랜잭션을 가진 Connection이 있는지 확인한다.
Connection을 가져와 SQL을 실행한다.
이때 Connection을 닫지않고, 트랜잭션은 진행중인 채로 동기화 저장소에 있다.
6~8,9~11 : 3,4,5 반복
Connection의 commit()을 호출해 트랜잭션을 종료 시킨다.
트랜잭션 동기화 저장소가 Connection객체를 저장하지 않도록 이 객체를 제거한다.

스프링은 멀티쓰레드 환경에서도 안전한 트랜잭션을 구성할 수 있게 유틸리티 메소드를 제공한다 : TransactionSynchronizationManager

private DataSource dataSource;

public void setDataSource(DataSource dataSource) {  
//  Connection을 생성할 때 사용할 DataSource를 DI받는다.
    this.dataSource = dataSource;
}

public void upgradeLevels() throws Exception {  //  
    TransactionSynchronizationManager.initSynchronization();    
    //  트랜잭션 동기화 작업을 초기화
    Connection c = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);   
    //  DB 커넥션을 생성하고 트랜잭션을 시작. 이후 DAO 작업은 모두 여기서 시작한 트랜잭션 안에서 진행
    c.setAutoCommit(false);     
    //  트랜잭션의 시작 선언
    //  DB 커넥션 생성과 동기화를 함께 해주는 유틸리티 메소드

    try {
        List<User> users = userDao.getAll();
        for (User user : users) {
            if (canUpgradeLevel(user)) {
                upgradeLevel(user);
            }
        }
        c.commit();     //  정상적으로 작업을 마치면 트랜잭션 커밋
    } catch (Exception e) {
        c.rollback();   //  예외가 발생하면 롤백
        throw e;
    } finally {
        DataSourceUtils.releaseConnection(c, dataSource);   
        //  스프링 유틸리티 메소드를 이용해 DB 커넥션을 안전하게 닫는다.
        TransactionSynchronizationManager.unbindResource(this.dataSource);  
        //  동기화 작업 종료
        TransactionSynchronizationManager.clearSynchronization();           
        //  동기화 작업 정리
    }
}

DataSourceUtils에서 제공하는 getConnection()을 이용해 DB 커넥션을 생성
- DataSourceUtil.getConnection() :
  Connection을 생성해줄 뿐 아니라 트랜잭션 동기화에 사용하도록 Connection을 저장소에 바인딩해줌
작업 정상 종료시, 트랜잭션 커밋 후 Connection닫고 동기화 작업도 끝냄
예외가 발생하면 트랜잭션을 롤백함

트랜잭션 동기화 저장소? 
- TransactionSynchronizationManager 객체
- 트랜잭션의 범위 내에서 여러 작업을 관리
- 트랜잭션의 커밋 또는 롤백 시에 필요한 작업을 수행할 수 있도록 지원

트랜잭션 서비스 추상화

어떤 회사에서 다수의 DB를 백업 용도로 쓰고 있다고 하자.

하나의 트랜잭션에서 여러 DB에 데이터를 넣는 작업을 할 수 있어야 한다.
하나의 DB Connection에 종속되는 Connection을 이용한 로컬 트랜잭션으로는 불가능 하다.

글로벌 트랜잭션 :
별도의 트랜잭션 관리자를 이용해 트랜잭션을 관리할 수 있다.
JMS와 같이 트랜잭션 기능을 지원하는 서비스도 트랜잭션에 참여 시킬 수 있다.

글로벌 트랜잭션을 제공하는 JTA(Java Transaction API)를 사용한다.

애플리케이션에서는 DB는 jdbc, 메시징 서버라면 JMS같은 API를 사용해 필요한 작업을 수행한다.
트랜잭션은 API를 사용하지 않고 트랜잭션 매니저가 관리하게 한다.
트랜잭션 매니저는 DB와 각 서버를 제어하고 관리하는 리소스 매니저와 XA 프로토콜을 이용해 연결된다.
애플리케이션은 JTA를 통해 다수 DB와 서버를 관리할 수 있다.

메시징 서버?
- 컴퓨터 시스템 간에 데이터나 메시지를 교환하기 위한 시스템 
- 분산 시스템에서 데이터나 정보를 안정적으로 전달하고 처리하기 위해 사용
- 다양한 애플리케이션 간 통신을 지원

JMS : 메시징 시스템을 위한 API
	  분산 시스템에서 데이터를 안전하고 신뢰성 있게 교환하고 처리하는 데 사용

UserDao는 데이터 접근 기술을 유연하게 바꿔 사용 할 수 있게 구현되어 있었다.
UserService에서 트랜잭션의 경계설정을 하면서 데이터 접근 기술에 종속되는 구조가 되었다.

트랜잭션 처리 코드에 추상화를 도입할 수 있다.

API들의 트랜잭션 경계설정 방법에서 공통적인 특징을 찾아 추상화된 트랝개션 관리 계층을 만들 수 있다.

-> 스프링의 트랜잭션 서비스 추상화
PlatformTransactionManager : 스프링에서 제공하는 트랜잭션 경계설정을 위한 인터페이스

public class UserService{
	...
	private PlatformTransactionManager 	transactionManager; 
    // 변수 이름이 transactionManager인 것은 컨벤션이다.
	
    public void setTransactionManager(PlatformTransactionManager transactionManager){
    	this.transactionManager = transactionManager;
        // 어떤 API를 사용하냐에 따라 의존주입을 통해 transactionManger 객체를 설정 할 수 있다.
    } 

	public void upgradeLevels() {
    	TransactionStatus status = 
        			this.transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
        	// getTransaction() 메서드를 호출하기만 하면 트랜잭션 시작 뿐 아니라 커넥션까지 가져올 수 있다
        	// 트랜잭션은 TransactionStatus 타입의 변수에 저장된다.
      	  	// 파라미터로 넘기는 객체는 트랜잭션의 속성을 담고있다.
    	
        try {
        	List<User> users = userDao.getAll();
        	for (User user : users) {
            	if (canUpgradeLevel(user)) {
                upgradeLevel(user);
            	}
        	}
        	this.transactionManager.commit(status);
    	} catch (RuntimeException e) {
        	this.transactionManager.rollback(status);
        	throw e;
    	}
	}
}

트랜잭션은 시작하면서 TransactionStatus 변수에 저장된다.
TransactionStatus는 트랜잭션에 대한 조작이 필요할 때 PlatformTransactionManager 메소드의 파라미터로 전달해주면 된다.
TransactionManager을 스프링 빈으로 등록하고, UserService 가 DI방식으로 사용하게 한다.