[스프링 DB 1편] - 스프링과 문제 해결 - 트랜잭션(1)

Chooooo·2023년 1월 17일
Spring데이터베이스트랜잭션
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스프링 DB 1편

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이 글은 강의 : 김영한님의 - "[스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리]"을 듣고 정리한 내용입니다. 😁😁

애플리케이션 구조

여러가지 애플리케이션 구조가 있지만, 가장 단순하면서도 많이 사용하는 방법은 역할에 따라 3가지 계층으로 나누는 것이다.

🎃 프레젠테이션 계층

  • UI와 관련된 처리 담당
  • 웹 요청과 응답
  • 사용자 요청을 검증
  • 주 사용 기술 : 서블릿과 HTTP 같은 웹 기술, 스프링 MVC

🎃 서비스 계층

  • 비즈니스 로직을 담당
  • 주 사용 기술 : 가급적 특정 기술에 의존하지 않고, 순수 자바 코드로 작성

🎃 데이터 접근 계층

  • 실제 데이터베이스에 접근하는 코드
  • 주 사용 기술 : JDBC, JPA, File, Redis, Mongo...

왜 이렇게 나눠놨을까?

순수한 서비스 계층

위에서 어플리케이션을 3개의 계층으로 나눈다고 했다. 이 3개의 계층 중 가장 중요한 곳은 어디일까? 가장 중요한 곳은 서비스 계층이다.
시간이 플러서 UI(웹)와 관련된 부분이 변하고, 데이터 저장 기술을 다른 기술로 변경해도 비즈니스 로직은 최대한 변경없이 유지되어야 한다. (이상적 상태🤣🤣 )

🎈 이렇게 하려면 서비스 계층을 특정 기술에 종속적이지 않게 개발해야 한다.

  • 이렇게 계층을 나눈 이유도 서비스 계층을 최대한 순수하게 유지하기 위한 목적이 크다. 기술에 종속적인 부분은 프레젠테이션 계층, 데이터 접근 계층에서 가지고 간다.

  • 프레젠테이션 계층은 클라이언트가 접근하는 UI와 관련된 기술인 웹, 서블릿, HTTP와 관련된 부분을 담당해준다. 그래서 서비스 계층을 이런 UI와 관련된 기술로부터 보호해준다. 예를 들어서 HTTP API 를 사용하다가 GRPC 같은 기술로 변경해도 프레젠테이션 계층의 코드만 변경하고, 서비스 계층은 변경하지 않아도 된다.

  • 데이터 접근 계층은 데이터를 저장하고 관리하는 기술을 담당해준다. 그래서 JDBC, JPA와 같은 구체적인 데이터 접근 기술로부터 서비스 계층을 보호해준다. 예를 들어 JDBC를 사용하다가 JPA 로 변경해도 서비스 계층은 변경하지 않아도 된다. 물론 서비스 계층에서 데이터 접근 계층을 직접 접근하는 것이 아니라, 인터페이스를 제공하고 서비스 계층은 이 인터페이스에 의존하는 것이 좋다. 그래야 서비스 코드의 변경 없이 JdbcRepository 를 JpaRepository 로 변경할 수 있다.

🎃 서비스 계층이 특정 기술에 종속되지 않기 때문에 비즈니스 로직을 유지보수 하기도 쉽고, 테스트 하기도 쉽다.

🎃 정리하자면 서비스 계층은 가급적 비즈니스 로직만 구현하고 특정 구현 기술에 직접 의존해서는 안된다. 이렇게 하면 향후 구현 기술이 변경될 때 변경의 영향 범위를 최소화 할 수 있다.

현재 문제점

현재의 문제점은 서비스 계층이 순수 자바 코드로 유지가 되지 않는다는 점.

MemberServiceV1 : 트랜잭션 적용하기 전 코드

private final MemberRepositoryV1 memberRepository;

// 계좌이체 로직
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {

    Member fromMember = memberRepository.findById(fromId);
    Member toMember = memberRepository.findById(toId);

    memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);

    // 오류케이스
    validate(toMember);

    memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
}

private void validate(Member toMember) {
    if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
        throw new IllegalStateException("이체 중 예외 발생");
    }
}
  • MemberServiceV1은 특정 기술에 종속적이지 않고, 순수한 비즈니스 로직만 존재한다.(이상적)
  • 특정 기술과 관련된 코드가 거의 없어서 코드가 깔끔하고, 유지보수 하기 쉽다.
  • 향후 비즈니스 로직의 변경이 필요하면 이 부분을 변경하면 된다.

사실 여기에도 남은 문제는 있다.

  • SQLException이라는 JDBC 기술에 의존한다는 점이다.

    • DB 기술에 종속적이라는 것은 사용되는 DB 기술이 변경되면, 그에 따라 코드 변경이 있다는 얘기이다. 예를 들어, MongoDB나 JPA를 쓰게 되면 SQL Exception → JPA Exception등으로의 코드 변화가 필요하다.

  • memberRepositoryV1이라는 구체 클래스에서 직접 의존하고 있다. → memberRepsitory 인터페이스를 도입하면 향후 MemberService의 코드의 변경 없이 다른 구현 기술로 손쉽게 변경할 수 있다.

MemberServiceV2 : 트랜잭션 적용 코드

// 계좌이체 로직
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {

    Connection conn = dataSource.getConnection();

    try {
        // 트랜잭션 시작
        conn.setAutoCommit(false);

        // 핵심 로직
        bizLogic(fromId, toId, money, conn);

        conn.commit();

    } catch (Exception e) {
        System.out.println("here");
        conn.rollback();
        throw new IllegalStateException(e);
    } finally{

        if (conn != null) {
            try {
                conn.setAutoCommit(true);
                conn.close();
            } catch (Exception e) {
                log.info("error mesage = {}", e.getMessage(),e);
            }
        }
    }
}

private void bizLogic(String fromId, String toId, int money, Connection conn) throws SQLException {
    Member fromMember = memberRepository.findById(conn, fromId);
    Member toMember = memberRepository.findById(conn, toId);

    memberRepository.update(conn, fromId, fromMember.getMoney() - money);
    validate(toMember);
    memberRepository.update(conn, toId, toMember.getMoney() + money);
}

🎃 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 보통 트랜잭션을 시작한다.

  • 트랜잭션을 시작할 때, 특정 DB 접근 기술에 의존(종속적)한다.
  • 현재 코드는 JDBC 기술에 의존한다.(dataSource, sql.Connection)
  • 비즈니스 로직보다 JDBC로 트랜잭션을 처리하는 코드가 더 많다.
  • JDBC → JPA로 기술 변경 시, 서비스 코드도 모두 변경해야 한다. (SQL Exception)

🎃 핵심 비즈니스 로직 + JDBC 기술이 섞여있어서 유지보수하기 매우 어렵다.

  • JDBC 기술 사이에 핵심 비즈니스 로직이 있기 때문에 메서드로 뽑아서 분리하기도 어렵다.

🎃 Connection을 넘겨주는 형식으로 트랜잭션이 구현된다.

  • 어떤 메서드는 트랜잭션을 적용/어떤 메서드는 트랜잭션 적용하지 않았으면 하는 것들이 있을 것이다. 이들의 분리도 필요할 것이고, 각각 생성이 필요하게 된다. 유지보수에 많은 공수가 들게 된다.

문제점 정리

현재까지 개발한 애플리케이션의 문제점은 크게 3가지이다.

  • 트랜잭션 문제
  • 예외 누수 문제
  • JDBC 반복 문제

문제들에 대해서 자세히 정리해보자.

트랜잭션 문제

  • 가장 큰 문제는 트랜잭션을 적용하면서 생긴 문제들이다.

🎈 JDBC 구현 기술이 서비스 계층에 누수되는 문제

  • 서비스 계층은 가급적 순수해야한다. 기술 종속적이지 않다면, 구현 기술이 바뀌어도 서비스 계층 코드는 거의 변경하지 않고 처리할 수 있다. → Jdbc 기술을 데이터 접근 계층에 몰아넣는다.

  • 서비스 계층은 데이터 접근 계층에 의존한다. 데이터 접근 계층에서 사용하는 기술이 바뀔 수 있기 때문에 결합도를 낮추기 위해 데이터 접근 계층을 구체 클래스가 아닌 인터페이스에 의존하는 것이 좋다.

  • 서비스 계층은 특정 기술에 종속되지 않아야 한다. 데이터 계층에 JDBC 코드를 몰아두었는데, 결국 트랜잭션 적용을 위해서 서비스 계층은 JDBC 기술에 종속적이게 되었다 (DataSource / SQL Exception 등)

🎈 트랜잭션 동기화 문제

  • 같은 트랜잭션을 유지하기 위해서는 커넥션을 파라미터로 넘겨야 한다.

    • 이 과정에서 같은 기능을 사용하더라도 트랜잭션 유지/트랜잭션 유지X에 따라 메서드를 분리해야 한다.

  • 트랜잭션을 적용하기 위한 반복되는 코드가 존재.

예외 누수 문제

🎈 데이터 접근 게층의 JDBC 구현 기술 예외(SQL Exception)가 서비스 계층으로 전파된다.

  • SQL Exception은 JDBC 전용 기술이다. 따라서 데이터 접근 기술이 Jdbc → JPA로 변경 시, 그에 맞는 예외로 변경되어야 한다., 즉 서비스 계층에 SQL Exception이 Jpa Exception으로 변경되어야 한다.
  • 이 문제를 해결하기 위해 데이터 접근 계층에서 이 예외를 처리하거나, Run Time Exception으로 변경해서 예외를 던져야 한다.

JDBC 반복 문제

지금까지 작성한 MemberRepository코드는 순수한 JDBC를 사용했다. 유사한 코드의 반복이 많음 !

  • try/catch/finally를 이용한 예외처리
  • getConnection()/Connection.commit()/Connection.rollback()

🎃 스프링의 문제 해결

  • 스프링은 서비스 계층을 순수하게 유지하면서, 위에서 언급한 문제들을 해결할 수 있는 다양한 방법과 기술들을 제공
     (모든 문제를 스프링을 통해 해결 가능하다!)

트랜잭션 추상화 필요성

MemberserviceV1/MemberServiceV2는 트랜잭션을 적용하기 위해 Jdbc 기술에 의존하고 있다.

🎈 앞서 각 DB마다 Connection을 얻어오는 방법이 달라 DataSource 인터페이스로 Connection을 얻어오는 방법을 추상화한 것처럼, 각 DB 접근 기술마다 트랜잭션을 사용하는 방법이 다르기 때문에 트랜잭션의 추상화가 필요해진다.

구현기술에 따른 트랜잭션 사용법

  • 트랜잭션은 원자적 단위의 비즈니스 로직을 처리하기 위해 사용한다.
  • 구현 기술마다 트랜잭션을 사용하는 방법이 다르다.
    • JDBC : con.setAutoCommit(false)
    • JPA : transaction.begin()

Jdbc 트랜잭션 사용 예시

public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws
        SQLException {
    Connection con = dataSource.getConnection();
    try {
        con.setAutoCommit(false); //트랜잭션 시작
        //비즈니스 로직
        bizLogic(con, fromId, toId, money);
        con.commit(); //성공시 커밋
    } catch (Exception e) {
        con.rollback(); //실패시 롤백
        throw new IllegalStateException(e);
    } finally {
        release(con);
    }
}

JPA 트랜잭션 사용 예시

public static void main(String[] args) {
    //엔티티 매니저 팩토리 생성
    EntityManagerFactory emf =
            Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook");
    EntityManager em = emf.createEntityManager(); //엔티티 매니저 생성
    EntityTransaction tx = em.getTransaction(); //트랜잭션 기능 획득
    try {
        tx.begin(); //트랜잭션 시작
        logic(em); //비즈니스 로직
        tx.commit();//트랜잭션 커밋
    } catch (Exception e) {
        tx.rollback(); //트랜잭션 롤백
    } finally {
        em.close(); //엔티티 매니저 종료
    }
    emf.close(); //엔티티 매니저 팩토리 종료
}

지금은 자세히 이해할 필요는 없어. 일단은 이런게 있구나~ 하고 넘어가

위의 코드들을 보면 Jdbc / JPA가 각각 트랜잭션을 얻기 위해 얼마나 다른 코드가 필요한지를 볼 수 있다. 예를 들어 Jdbc는 con.setAutoCommit(false)로 트랜잭션을 실행한다. 반면 JPA.는 transaction.begin()을 통해 트랜잭션을 시작해준다. 다시 한번 이야기하지만, 각 DB 접근 기술마다 트랜잭션을 사용하는 방법이 다르기 때문에 트랜잭션을 사용하는 방법의 추상화가 필요하다.

트랜잭션 의존

  • JDBC 트랜잭션 의존

  • JDBC 기술 → JPA 기술로 변경

데이터 접근 기술의 변경이 있다면 서비스 계층의 코드도 함께 수정해야 하는 문제점. (단일 체계 원칙에 맞지 않아!)

🎃 트랜잭션 추상화

  • 이 문제를 해결하려면 트랜잭션 기능을 추상화하면 된다.
  • 아주 단순하게 생각하면 인터페이스를 만들어서 사용하면 된다.

트랜잭션 추상화

public interface TxManager {
 begin();
 commit();
 rollback();
}

이제 TxManager 인터페이스를 기반으로 각각의 기술에 맞는 구현체를 만들면 된다.

  • JdbcTxManager : JDBC 트랜잭션 기능을 제공하는 구현체
  • JpaTxManager : JPA 트랜잭션 기능을 제공하는 구현체

트랜잭션 추상화와 의존관계

  • 서비스는 특정 트랜잭션 기술에 직접 의존하는 것이 아니라, TxManager 라는 추상화된 인터페이스에 의존한다. 이제 원하는 구현체를 DI를 통해서 주입하면 된다. 예를 들어서 JDBC 트랜잭션 기능이 필요하면 JdbcTxManager 를 서비스에 주입하고, JPA 트랜잭션 기능으로 변경해야 하면 JpaTxManager 를 주입하면 된다.

  • 클라이언트인 서비스는 인터페이스에 의존하고 DI를 사용한 덕분에 OCP 원칙을 지키게 되었다. 이제 트랜잭션을 사용하는 서비스 코드를 전혀 변경하지 않고, 트랜잭션 기술을 마음껏 변경할 수 있다.

스프링의 트랜잭션 추상화

이제 스프링이 제공하는 트랜잭션 추상화 기술을 사용하면 된다. 심지어 데이터 접근 기술에 따른 트랜잭션 구현체도 대부분 만들어 두어서 가져다 쓰면 지금까지의 문제점을 모두 해결할 수 있다!

  • 스프링 트랜잭션 추상화의 핵심은 PlatformTransactionManager 인터페이스이다.
  • org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager

PlatformTransactionManager 인터페이스 (스프링 트랜잭션 추상화 핵심)

package org.springframework.transaction;
    public interface PlatformTransactionManager extends TransactionManager {
        TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition)
                throws TransactionException;
        
        void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
        void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    }

🎈 getTransaction() : 트랜잭션을 시작한다.

  • 이름이 getTransaction()인 이유는 기존에 이미 진행중인 트랜잭션이 있는 경우 해당 트랜잭션에 참여할 수 있기 때문이다.

🎈 commit() : 트랜잭션을 커밋한다.

🎈 rollback() : 트랜잭션을 롤백한다.

지금부터 PlatformTransactionManager 인터페이스와 구현체를 포함해서 트랜잭션 매니저라고 생각하자.

트랜잭션 동기화

스프링이 제공하는 트랜잭션 매니저는 크게 2가지 역할

  • 트랜잭션 추상화
  • 리소스 동기화

트랜잭션 추상화하는 방법은 위에서 열심히 설명했다. 그렇다면 트랜잭션(리소스) 동기화는 무엇을 의미하는 것인가?

리소스 동기화

트랜잭션을 유지하려면 트랜잭션의 시작부터 끝까지 같은 데이터베이스 커넥션을 유지해아한다. 결국 같은 커넥션을 동기화(맞추어 사용)하기 위해서 이전에는 파라미터로 커넥션을 전달하는 방법을 사용했다. 파라미터로 커넥션을 전달하는 방법은 코드가 지저분해지는 것은 물론이고, 커넥션을 넘기는 메서드와 넘기지 않는 메서드를 중복해서 만들어야 하는 등 여러가지 단점들이 많다.

트랜잭션 매니저와 트랜잭션 동기화 매니저

  • (트랜잭션 매니저를 인터페이스 + 구현체를 포함해서 생각)

  • 스프링은 트랜잭션 동기화 매니저를 제공한다. 트랜잭션 매니저는 내부에서 트랜잭션 동기화 매니저를 사용한다.

  • 트랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬을 사용한다. 따라서 멀티 쓰레드 상황에서 안전하게 커넥션을 동기화 할 수 있다. Repository 계층은 커넥션이 필요하면 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 동기화 된 커넥션을 획득한다. ThreadLocal은 동일 쓰레드에서 사용되는 전역 변수 개념이기 때문에 이전처럼 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다.

🎃 트랜잭션 동기화/트랜잭션 매니저의 동작 방식을 간단히 설명하면,

  1. 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 매니저는 DataSource를 통해 Connection을 얻고, 트랜잭션을 시작한다. (트랜잭션 매니저가 DataSource를 통해 커넥션을 얻어서 트랜잭션 시작)

  2. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션이 시작된 Connection을 트랜잭션 동기화 매니저에게 보관한다.

  3. Repository(계층)는 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 꺼내서 사용한다. 따라서 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다.

  4. 트랜잭션이 종료되는 시점에서 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 통해서 트랜잭션을 종료하고, 커넥션을 닫아준다.

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 매니저1

애플리케이션 코드에 트랜잭션 매니저 적용

MemberRepositoryV3

package hello.jdbc.repository;
import hello.jdbc.domain.Member;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceUtils;
import org.springframework.jdbc.support.JdbcUtils;
import javax.sql.DataSource;
import java.sql.*;
import java.util.NoSuchElementException;
/**
 * 트랜잭션 - 트랜잭션 매니저
 * DataSourceUtils.getConnection()
 * DataSourceUtils.releaseConnection()
 */
@Slf4j
public class MemberRepositoryV3 {
    private final DataSource dataSource;
    public MemberRepositoryV3(DataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }
    public Member save(Member member) throws SQLException {
        String sql = "insert into member(member_id, money) values(?, ?)";
        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, member.getMemberId());
            pstmt.setInt(2, member.getMoney());
            pstmt.executeUpdate();
            return member;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }
    public Member findById(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "select * from member where member_id = ?";
        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        ResultSet rs = null;
        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);
            rs = pstmt.executeQuery();
            if (rs.next()) {
                Member member = new Member();
                member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
                member.setMoney(rs.getInt("money"));
                return member;
            } else {
                throw new NoSuchElementException("member not found memberId=" +
                        memberId);
            }
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, rs);
        }
    }
    public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
        String sql = "update member set money=? where member_id=?";
        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setInt(1, money);
            pstmt.setString(2, memberId);
            pstmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }
    public void delete(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "delete from member where member_id=?";
        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);
            pstmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }
    private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
        JdbcUtils.closeResultSet(rs);
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);
        //주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
        DataSourceUtils.releaseConnection(con, dataSource);
    }
    private Connection getConnection() throws SQLException {
        //주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
        Connection con = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
        log.info("get connection={} class={}", con, con.getClass());
        return con;
    }
}

🎈 커넥션을 파라미터로 전달하는 부분이 모두 제거되었다.

🎈 DataSourceUtils.getConnection()

  • getConnection() 에서 DataSourceUtils.getConnection() 를 사용하도록 변경된 부분을 특히 주의해야 한다.

🎈 DataSourceUtils.getConnection() 는 다음과 같이 동작한다.

  • 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 있으면 해당 커넥션을 반환한다.
  • 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 새로운 커넥션을 생성해서 반환한다.

🎈 DataSourceUtils.releaseConnection()

  • close() 에서 DataSourceUtils.releaseConnection() 를 사용하도록 변경된 부분을 특히 주의해야 한다. 커넥션을 con.close() 를 사용해서 직접 닫아버리면 커넥션이 유지되지 않는 문제가 발생한다. 이 커넥션은 이후 로직은 물론이고, 트랜잭션을 종료(커밋, 롤백)할 때 까지 살아있어야 한다.

🎈 DataSourceUtils.releaseConnection() 을 사용하면 커넥션을 바로 닫는 것이 아니다.

  • 트랜잭션을 사용하기 위해 동기화된 커넥션은 커넥션을 닫지 않고 그대로 유지해준다.
  • 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 해당 커넥션을 닫는다.

MemberServiceV3_1

package hello.jdbc.service;
import hello.jdbc.domain.Member;
import hello.jdbc.repository.MemberRepositoryV3;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.DefaultTransactionDefinition;
import java.sql.SQLException;
/**
 * 트랜잭션 - 트랜잭션 매니저
 */
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV3_1 {
    private final PlatformTransactionManager transactionManager;
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;
    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws
            SQLException {
        //트랜잭션 시작
        TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new
                DefaultTransactionDefinition());
        try {
            //비즈니스 로직
            bizLogic(fromId, toId, money);
            transactionManager.commit(status); //성공시 커밋
        } catch (Exception e) {
            transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }
    private void bizLogic(String fromId, String toId, int money) throws
            SQLException {
        Member fromMember = memberRepository.findById(fromId);
        Member toMember = memberRepository.findById(toId);
        memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
        validation(toMember);
        memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
    }
    private void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}

🎈 TransactionManager를 도입해서 트랜잭션 추상화를 처리했다.

🎃 private final PlatformTransactionManager transactionManager

  • 트랜잭션 매니저를 주입 받는다. 지금은 JDBC 기술을 사용하기 때문에 DataSourceTransactionManager 구현체를 주입 받아야 한다. 물론 JPA 같은 기술로 변경되면 JpaTransactionManager 를 주입 받으면 된다.

🎃 transactionManager.getTransaction()

  • 트랜잭션을 시작한다.
  • TransactionStatus status 를 반환한다. 현재 트랜잭션의 상태 정보가 포함되어 있다. 이후
    트랜잭션을 커밋, 롤백할 때 필요하다.

🎃 new DefaultTransactionDefinition()

  • 트랜잭션과 관련된 옵션을 지정할 수 있다. 자세한 내용은 뒤에서 설명한다.

🎃 transactionManager.commit(status)

  • 트랜잭션이 성공하면 이 로직을 호출해서 커밋하면 된다.

🎃 transactionManager.rollback(status)
문제가 발생하면 이 로직을 호출해서 트랜잭션을 롤백하면 된다.

MemberServiceV3_1Test

package hello.jdbc.service;
import hello.jdbc.domain.Member;
import hello.jdbc.repository.MemberRepositoryV3;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import java.sql.SQLException;
import static hello.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;
/**
 * 트랜잭션 - 트랜잭션 매니저
 */
class MemberServiceV3_1Test {
    public static final String MEMBER_A = "memberA";
    public static final String MEMBER_B = "memberB";
    public static final String MEMBER_EX = "ex";
    private MemberRepositoryV3 memberRepository;
    private MemberServiceV3_1 memberService;
    @BeforeEach
    void before() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL,
                USERNAME, PASSWORD);
        PlatformTransactionManager transactionManager = new
                DataSourceTransactionManager(dataSource);
        memberRepository = new MemberRepositoryV3(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV3_1(transactionManager,
                memberRepository);
    }
    @AfterEach
    void after() throws SQLException {
        memberRepository.delete(MEMBER_A);
        memberRepository.delete(MEMBER_B);
        memberRepository.delete(MEMBER_EX);
    }
    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    void accountTransfer() throws SQLException {
        //given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);
        //when
        memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(),
                memberB.getMemberId(), 2000);
        //then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());
        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
    }
    @Test
    @DisplayName("이체중 예외 발생")
    void accountTransferEx() throws SQLException {
        //given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberEx);
        //when
        assertThatThrownBy(() ->
                memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberEx.getMemberId(),
                        2000))
                .isInstanceOf(IllegalStateException.class);
        //then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberEx =
                memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());
        //memberA의 돈이 롤백 되어야함
        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(10000);
        assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}
  • 테스트 코드 자체는 MemberServiceV2와 동일하다
  • 트랜잭션 매니저를 DI 해주는 부분만 바뀌게 된다. 트랜잭션 매니저는 Connection을 얻어와서, 트랜잭션을 시작해주고 Connection을 동기화하는 기능을 제공한다.(accountTransfer 메서드 내부에서 트랜잭션 시작(getTransaction))
    • Connection은 DataSource에서 얻기 때문에 DataSourceTransactionManager를 만들 때, 반드시 DataSource를 전달해준다.

트랜잭션 매니저의 전체 동작 흐름

🎈 클라이언트의 요청으로 서비스 로직을 실행한다.

  1. 서비스 계층(여기 테스트에서는 accountTransfer())에서 transactionManager.getTransaction() 을 호출해서 트랜잭션을 시작한다.

  2. 트랜잭션을 시작하려면 먼저 데이터베이스 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 매니저는 내부에서 데이터소스를 사용해서 커넥션을 생성한다.(getTransaction()을 통해 커넥션도 생성하고 트랜잭션도 시작해..!)

  3. 커넥션을 수동 커밋 모드로 변경해서 실제 데이터베이스 트랜잭션을 시작한다.

  4. 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 보관한다.

  5. 트랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬에 커넥션을 보관한다. 따라서 멀티 쓰레드 환경에 안전하게 커넥션을 보관할 수 있다.

트랜잭션 매니저 - 로직 실행

  1. 서비스는 비즈니스 로직을 실행하면서 리포지토리의 메서드들을 호출한다. 이때 커넥션을 파라미터로 전달하지 않는다.

  2. 리포지토리 메서드들은 트랜잭션이 시작된 커넥션이 필요하다. 리포지토리는
    DataSourceUtils.getConnection() 을 사용해서 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 꺼내서 사용한다. 이 과정을 통해서 자연스럽게 같은 커넥션을 사용하고, 트랜잭션도 유지된다.

  3. 획득한 커넥션을 사용해서 SQL을 데이터베이스에 전달해서 실행한다. (commit or rollback)

트랜잭션 매니저 - 트랜잭션 종료

  1. 비즈니스 로직이 끝나고 트랜잭션을 종료한다. 트랜잭션은 커밋하거나 롤백하면 종료된다.

  2. 트랜잭션을 종료하려면 동기화된 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 동기화된 커넥션을 획득한다.

  3. 획득한 커넥션을 통해 데이터베이스에 트랜잭션을 커밋하거나 롤백한다.

  4. 전체 리소스를 정리한다.

  • 트랜잭션 동기화 매니저를 정리한다. 쓰레드 로컬은 사용후 꼭 정리해야 한다.
  • con.setAutoCommit(true) 로 되돌린다. 커넥션 풀을 고려해야 한다.
  • con.close() 를 호출해셔 커넥션을 종료한다. 커넥션 풀을 사용하는 경우 con.close() 를 호출하면 커넥션 풀에 반환된다.

정리

트랜잭션 추상화 덕분에 서비스 코드는 이제 JDBC 기술(DB 접근 기술)에 의존하지 않는다.

  • 이후 JDBC에서 JPA로 변경해도 서비스 코드를 그대로 유지할 수 있다.
  • 기술 변경 시 의존관계 주입만 DataSourceTransactionManager 에서 JpaTransactionManager 로 변경해주면 된다.

트랜잭션 동기화 매니저 덕분에 커넥션을 파라미터로 넘기지 않아도 된다.

🧨 참고

  • 여기서는 DataSourceTransactionManager 의 동작 방식을 위주로 설명했다. 다른 트랜잭션 매니저는 해당 기술에 맞도록 변형되어서 동작한다.

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 템플릿

트랜잭션을 사용하는 로직을 살펴보면 반복되는 코드가 존재한다.

  public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        TransactionStatus transaction = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
        
        try {
            bizLogic(fromId, toId, money);
            transactionManager.commit(transaction);
        } catch (Exception e) {
            transactionManager.rollback(transaction); // 실패 시, 롤백
            throw new IllegalStateException(e);
            }
    }
  • 트랜잭션을 시작하고, 비즈니스 로직을 실행하고, 성공하면 커밋하고, 예외가 발생해서 실패하면 롤백한다.
  • 다른 서비스에서 트랜잭션을 시작하려면 try , catch , finally 를 포함한 성공시 커밋, 실패시 롤백 코드가 반복될 것이다.

🎈 위와 같이 반복되는 패턴의 문제점은 트랜잭션을 처리할 메서드 / 서비스 계층이 많을수록 동일한 코드가 늘어난다는 것이다. 반복되는 부분을 메서드로 일괄적으로 뽑아내면 좋을 것 같다. 그렇지만 위 코드에서 메서드로 뽑아내는 것은 쉽지 않다. 반복되는 부분 사이에 비즈니스 로직이 존재하기 때문이다.

🎈 이런 반복 문제를 해결할 때, 주로 템플릿 콜백 패턴(Strategy 패턴)이 사용된다. 스프링은 개발자들이 편리하게 이 부분을 처리할 수 있도록 Transaction을 위한 템플릿 콜백 패턴을 구현해두었고, 개발자는 이것을 가져와서 쓰기만 하면 된다. 이 때, 스프링이 제공해주는 것이 TranscationTemplate이다.

트랜잭션 템플릿

템플릿 콜백 패턴을 적용하려면 템플릿을 제공하는 클래스를 작성해야 하는데, 스프링은 TransactionTemplate 라는 템플릿 클래스를 제공한다.

public class TransactionTemplate {
 private PlatformTransactionManager transactionManager;
 public <T> T execute(TransactionCallback<T> action){..}
 void executeWithoutResult(Consumer<TransactionStatus> action){..}
}
  • execute() : 응답 값이 있을 때 사용한다.
  • executeWithoutResult() : 응답 값이 없을 때 사용한다.

→ 트랜잭션 템플릿을 사용해서 반복하는 부분을 제거하자.

MemberServiceV3_2

package hello.jdbc.service;
import hello.jdbc.domain.Member;
import hello.jdbc.repository.MemberRepositoryV3;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;
import java.sql.SQLException;
/**
 * 트랜잭션 - 트랜잭션 템플릿
 */
@Slf4j
public class MemberServiceV3_2 {
    private final TransactionTemplate txTemplate;
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    public MemberServiceV3_2(PlatformTransactionManager transactionManager, MemberRepositoryV3 memberRepository) {
        this.txTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager);
        this.memberRepository = memberRepository;
    }

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws
            SQLException {
        txTemplate.executeWithoutResult((status) -> {
            try {
                //비즈니스 로직
                bizLogic(fromId, toId, money);
            } catch (SQLException e) {
                throw new IllegalStateException(e);
            }
        });
    }
    private void bizLogic(String fromId, String toId, int money) throws
            SQLException {
        Member fromMember = memberRepository.findById(fromId);
        Member toMember = memberRepository.findById(toId);
        memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
        validation(toMember);
        memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
    }
    private void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}

🎈 TranscationTemplate을 사용하게 되면 TransactionTemplate을 DI해서 사용하면 된다.

🎈 TransacionTemplate은 트랜잭션 시작 / Commit / RollBack / Try ~ Catch / Connection의 Close를 해결해준다.

🎈 TranscationTemplate의 execute / executeWithoutResult로 비즈니스 로직을 트랜잭션 내에서 처리한다.

  • execute를 할 때, 람다 함수로 시작하는데 이 때 TransactionStatus를 넘겨준다.
  • 앞서 TranscationManager를 이용할 때, Commit / Rollback에 TranscationStatus가 필요했던 경우를 생각하면 된다.

🎃 트랜잭션 템플릿의 기본 동작

  • 정상 수행 시 트랜잭션을 커밋한다.
    • 언체크 예외가 발생하면 롤백한다. 그 외의 경우 커밋한다. 체크 예외는 커밋한다.
    • 코드에서 예외를 처리하기 위해 try~catch가 들어갔다. bizLogic() 메서드를 호출하면, SQL Exception 체크 예외를 던진다. 해당 람다에서는 체크 예외를 밖으로 던질 수 없기 때문에 언체크 예외로 바꾸어 던지도록 예외를 전환했다.

🎈 현재 코드에서는 TranscationTemplate을 주입받아 사용하고, TranscationTemplate은 내부적으로 TranscationManager를 사용한다. TransactionTemplate은 Connection과 관련된 일체의 작업을 처리해준다.

트랜잭션 템플릿 정리

🎈 TransacionTemplate는 트랜잭션을 사용할 때 반복하는 Try ~ Catch / Commit / Rollback 등을 일괄적으로 처리해준다.

🎈 TransationTemplate은 한 가지 문제점을 남긴다.

  • Service 계층이 Transaction에 의존한다는 것이다. → txTemplate.execute()

  • 서비스 계층에서 트랜잭션을 쓰지 않는 것으로 변경된다면, 위 코드를 모드 수정해줘야한다.

  • 어플리케이션을 구성하는 로직을 핵심 / 부가 기능으로 구분하면, Transcation은 부가 기능이다.

    • 핵심 + 부가 기능이 함께 존재하면 코드의 복잡도가 올라가 유지 보수가 어렵다.

(비즈니스 로직과 트랜잭션을 처리하는 기술 로직이 한 곳에 있으면 두 관심사를 하나의 클래스에서 처리해야함 → 결과적으로 코드를 유지보수하기 어려워진다!)

정리하면 TranscationTemplate은 코드 반복을 줄여주는 좋은 기술이지만, 여전히 서비스 계층이 트랜잭션 기술에 종속적(의존)이기 때문에 코드 유지보수 관점에서 어려움이 있다는 것이다. 어떻게 이 문제를 해결할 수 있을까?

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