[DB 1] Transaction

oh_eol·2024년 4월 10일
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스프링 DB

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트랜잭션의 개념

데이터를 파일이 아닌 데이터베이스에 저장하는 이유는, DB가 트랜잭션이라는 개념을 제공하기 때문이다.

트랜잭션 = 거래

데이터베이스에서 트랜잭션은 하나의 거래를 안전하게 처리하도록 보장해주는 것을 뜻한다.
주요 기능으로는, 하나의 로직에 묶인 모든 작업이 성공해서 데이터베이스에 정상 반영하는 커밋(Commit)과, 작업 중 하나라도 실패해서 거래 이전으로 되돌리는 롤백(Rollback)이 있다.

트랜잭션 ACID

트랜잭션은 ACID라 하는 원자성(Atomicity), 일관성(Consistency), 격리성(Isolation), 지속성(Durability)을 보장해야 한다.

  • 원자성: 트랜잭션 내에서 실행한 작업들은 마치 하나의 작업인 것처럼 모두 성공 하거나 모두 실패해야 한다.
  • 일관성: 모든 트랜잭션은 일관성 있는 데이터베이스 상태를 유지해야 한다. 예를 들어 데이터베이스에서 정한 무결성 제약 조건을 항상 만족해야 한다.
  • 격리성: 동시에 실행되는 트랜잭션들이 서로에게 영향을 미치지 않도록 격리한다. 예를 들어 동시에 같은 데이터를 수정하지 못하도록 해야 한다. 격리성은 동시성과 관련된 성능 이슈로 인해 트랜잭션 격리 수준(Isolation level)을 선택할 수 있다.
  • 지속성: 트랜잭션을 성공적으로 끝내면 그 결과가 항상 기록되어야 한다. 중간에 시스템에 문제가 발생해도 데이터베이스 로그 등을 사용해서 성공한 트랜잭션 내용을 복구해야 한다.

트랜잭션은 원자성, 일관성, 지속성을 보장한다. 문제는 격리성으로, 트랜잭션 간에 격리성을 완벽히 보장하려면 트랜잭션을 거의 순서대로 실행해야 한다. 이렇게 하면 동시 처리 성능이 매우 나빠진다.
따라서 ANSI 표준은 트랜잭션의 격리 수준을 4단계로 나누어 정의했다.

트랜잭션 격리 수준 - Isolation level

  • READ UNCOMMITED(커밋되지 않은 읽기)
  • READ COMMITTED(커밋된 읽기) -> 여기서는 이를 기준으로 한다.
  • REPEATABLE READ(반복 가능한 읽기)
  • SERIALIZABLE(직렬화 가능)

DB 연결 구조와 DB 세션

  • 사용자는 웹 애플리케이션 서버(WAS)나 DB 접근 툴 같은 클라이언트를 사용해서 데이터베이스 서버에 접근할 수 있다. 클라이언트는 데이터베이스 서버에 연결을 요청하고 커넥션을 맺게 된다. 이때 데이터베이스 서버는 내부에 세션이라는 것을 만든다. 그리고 앞으로 해당 커넥션을 통한 모든 요청은 이 세션을 통해서 실행하게 된다.
  • 쉽게 이야기해서 개발자가 클라이언트를 통해 SQL을 전달하면 현재 커넥션에 연결된 세션이 SQL을 실행한다.
  • 세션은 트랜잭션을 시작하고, 커밋 또는 롤백을 통해 트랜잭션을 종료한다. 그리고 이후에 새로운 트랜잭션을 다시 시작할 수 있다.
  • 사용자가 커넥션을 닫거나, 또는 DBA(DB 관리자)가 세션을 강제로 종료하면 세션은 종료된다.
  • 커넥션 풀이 10개의 커넥션을 생성하면, 세션도 10개 만들어진다.

트랜잭션 DB 예제

개념 이해

트랜잭션 사용법

  • 데이터 변경 쿼리를 실행하고 데이터베이스에 그 결과를 반영하려면 커밋 명령어인 commit 을 호출하고, 결과를 반영하고 싶지 않으면 롤백 명령어인 rollback 을 호출하면 된다.
  • 커밋을 호출하기 전까지는 임시로 데이터를 저장하는 것이다. 따라서 해당 트랜잭션을 시작한 세션(사용자)에게만 변경 데이터가 보이고 다른 세션(사용자)에게는 변경 데이터가 보이지 않는다.

자동 커밋과 수동 커밋 설정

자동 커밋

set autocommit true; //자동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data1',10000); //자동 커밋
insert into member(member_id, money) values ('data2',10000); //자동 커밋
  • 자동 커밋으로 설정하면 각각의 쿼리 실행 직후에 자동으로 커밋을 호출한다. 따라서 커밋이나 롤백을 직접 호출하지 않아도 되는 편리함이 있다.
  • 하지만 쿼리를 하나하나 실행할 때 마다 자동으로 커밋이 되어버리기 때문에 우리가 원하는 트랜잭션 기능을 제대로 사용할 수 없다.
  • 따라서 commit , rollback 을 직접 호출하면서 트랜잭션 기능을 제대로 수행하려면 자동 커밋을 끄고 수동 커밋을 사용해야 한다.

수동 커밋

set autocommit false; //수동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data3',10000);
insert into member(member_id, money) values ('data4',10000);
commit; //수동 커밋
  • 보통 자동 커밋 모드가 기본으로 설정된 경우가 많기 때문에, 수동 커밋 모드로 설정하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 표현할 수 있다.
  • 수동 커밋 설정을 하면 이후에 꼭 commit , rollback 을 호출해야 한다.

사용 예제 실습

기본 데이터 oldId

set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('oldId',10000);
select * from member;
  • 세션1, 세션2 둘다 가운데 있는 기본 테이블을 조회하면 해당 데이터가 그대로 조회된다.(참고로 이미지의 name 필드는 이해를 돕기 위해 그린 것이고 실제로는 없다.)

세션1에 신규 데이터 id2, id3 추가

//트랜잭션 시작
set autocommit false; //수동 커밋 모드
insert into member(member_id, money) values ('newId1',10000);
insert into member(member_id, money) values ('newId2',10000);
  • 세션1은 트랜잭션을 시작하고 신규 회원1, 신규 회원2를 DB에 추가했다. 아직 커밋은 하지 않은 상태이다.
  • 새로운 데이터는 임시 상태로 저장된다.
select * from member;
  • 세션1은 select 쿼리를 실행해서 본인이 입력한 신규 회원1, 신규 회원2를 조회할 수 있다.
  • 세션2는 select 쿼리를 실행해도 신규 회원들을 조회할 수 없다. 왜냐하면 세션1이 아직 커밋을 하지 않았기 때문이다.

세션1 신규 데이터 추가 후 commit

commit; //데이터베이스에 반영
  • 세션1이 신규 데이터를 추가한 후에 commit 을 호출했다.
  • commit 으로 새로운 데이터가 실제 데이터베이스에 반영된다. 데이터의 상태도 임시에서 완료로 변경되었다.
select * from member;
  • 이제 다른 세션에서도 회원 테이블을 조회하면 신규 회원들을 확인할 수 있다.

세션1 신규 데이터 추가 후 rollback

// 데이터 초기화
set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('oldId',10000);
  • 예제를 처음으로 돌리기 위해 데이터를 초기화했다.
// 트랜잭션 시작
set autocommit false; //수동 커밋 모드
insert into member(member_id, money) values ('newId1',10000);
insert into member(member_id, money) values ('newId2',10000);
  • 세션1에서 트랜잭션을 시작 상태로 만든 다음 데이터를 추가했다.
rollback; //롤백으로 데이터베이스에 변경 사항을 반영하지 않는다.
  • 세션1이 신규 데이터를 추가한 후에 commit 대신에 rollback 을 호출했다.
  • 세션1이 데이터베이스에 반영한 모든 데이터가 처음 상태로 복구된다.
  • 수정하거나 삭제한 데이터도 rollback 을 호출하면 모두 트랜잭션을 시작하기 직전의 상태로 복구된다.
select * from member;
  • 세션1, 세션2 에서 회원 테이블을 조회 시 롤백으로 데이터가 DB에 반영되지 않은 것을 확인할 수 있다.

DB 락

개념 이해

세션1이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안 아직 커밋을 수행하지 않았는데, 세션2에서 동시에 같은 데이터를 수정하게 되면 여러가지 문제가 발생한다. 바로 트랜잭션의 원자성이 깨지는 것이다.
여기에 더해서 세션1이 중간에 롤백을 하게 되면 세션2는 잘못된 데이터를 수정하는 문제가 발생한다.

이런 문제를 방지하려면, 세션이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안에는 커밋이나 롤백 전까지 다른 세션에서 해당 데이터를 수정할 수 없게 막아야 한다.

동작 방식은 간단하다. 락을 획득한 세션이 sql을 수행한다.

  • 트랜잭션 시작 후, 특정 데이터의 변경을 시도하면서 락을 획득하면 변경 가능하다.
  • 커밋 또는 롤백으로 트랜잭션이 종료되면 락도 반납한다.
  • 만약 락이 없으면 락이 돌아올 때까지 대기한다.
  • 락을 무한정 대기하지는 않는다. 락 대기 시간을 넘어가면 락 타임아웃 오류가 발생한다. 이는 설정 가능하다.

락 타임아웃 설정
SET LOCK_TIMEOUT <milliseconds> : 락 타임아웃 시간을 설정한다.

DB 조회 시점의 락

  • 일반적인 조회는 락을 사용하지 않는다.
  • 그렇지만 조회 시점에서 락을 획득하고 싶다면 select ~ for update 구문을 사용하면 된다.
  • 이렇게 하면 세션1이 조회 시점에 락을 가져가버리기 때문에 다른 세션에서 해당 데이터를 변경할 수 없다.
  • 물론 이 경우도 트랜잭션을 커밋하면 락을 반납한다.

조회 시점에 락이 필요한 경우?

  • 트랜잭션 종료 시점까지 해당 데이터를 다른 곳에서 변경하지 못하도록 강제로 막아야 할 때 사용한다.
  • 예를 들어서 애플리케이션 로직에서 memberA 의 금액을 조회한 다음에 이 금액 정보로 애플리케이션에서 어떤 계산을 수행한다. 그런데 이 계산이 돈과 관련된 매우 중요한 계산이어서 계산을 완료할 때 까지 memberA 의 금액을 다른곳에서 변경하면 안된다. 이럴 때 조회 시점에 락을 획득하면 된다.

비즈니스 로직 구현(DB 트랜잭션 X)

MemberServiceV1

package hello.jdbc.service;

import hello.jdbc.domain.Member;
import hello.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import lombok.RequiredArgsConstructor;

import java.sql.SQLException;

/**
 *  트랜잭션 없이 동작하는 비즈니스 로직 : 예외 발생 시 원자성이 훼손된다.
 */

@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV1 {

    private final MemberRepositoryV1 memberRepository;

    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);
        validation(toMember);   // 여기서 예외가 터지면 memberA 의 계좌는 바뀌었는데, memberB의 계좌는 바뀌지 않아서 치명적인 문제가 생기는 것!!
        memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
    }

    // 예외 상황 테스트 하기 위해 id ex 인 경우 검증
    private void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • formId 의 회원을 조회해서 toId의 회원에게 money 만큼의 돈을 계좌이체 하는 로직이다.
    • fromId 회원의 돈을 money 만큼 감소한다. UPDATE SQL 실행
    • toId 회원의 돈을 money 만큼 증가한다. UPDATE SQL 실행
  • 예외 상황을 테스트해보기 위해 toId"ex" 인 경우 예외를 발생한다.

MemberServiceV1Test

package hello.jdbc.service;

import hello.jdbc.connection.ConnectionConst;
import hello.jdbc.domain.Member;
import hello.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.assertj.core.api.Assertions;
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.DriverManagerDataSource;

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;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

/**
 *  기본 동작 확인, 트랜잭션 없어서 문제 발생할
 */
@Slf4j
class MemberServiceV1Test {

    public static final String MEMBER_A = "memberA";
    public static final String MEMBER_B = "memberB";
    public static final String MEMBER_EX = "ex";

    private MemberRepositoryV1 memberRepository;
    private MemberServiceV1 memberService;

    @BeforeEach
    void before() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV1(memberRepository);
    }

	// 다음 테스트에 영향을 주지 않기 위해 테스트 데이터 제거
    @AfterEach
    void after() throws SQLException {
        memberRepository.delete(MEMBER_A);
        memberRepository.delete(MEMBER_B);
        memberRepository.delete(MEMBER_EX);
    }
    
    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    public void accountTransfer() throws Exception {
        // given : 테스트 준비
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

        // when : 계좌이체 로직 실행
        memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);

        // then : 계좌이체 정상 수행 여부 검증
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());
        Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
    }

    @Test
    @DisplayName("이체중 예외 발생")
    public void accountTransferEx() throws Exception {
        // 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 : 계좌이체 실패 검증
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());
        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(10000);    // 예외가 발생해서 B의 잔고 변동 X
    }
}

주의! 테스트를 수행하기 전에 데이터베이스의 데이터를 삭제해야 한다.

delete from member;

정리
이체중 예외가 발생하게 되면 memberA 의 금액은 10000원 8000원으로 2000원 감소한다. 그런데 memberEx 의 돈은 그대로 10000원으로 남아있다. 결과적으로 memberA 의 돈만 2000원 감소했다!

아래에서 이러한 문제에 트랜잭션을 적용하여 해결해보자.


비즈니스 로직 구현(DB 트랜잭션 O)

트랜잭션을 거는 계층

어플리케이션에서 트랜잭션을 어떤 계층에 걸어야 할까?
쉽게 이야기해서 트랜잭션을 어디에서 시작하고, 어디에서 커밋해야할까?

  • 트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작해야 한다. 비즈니스 로직이 잘못되면 해당 비즈니스 로직으로 인해 문제가 되는 부분을 함께 롤백해야 하기 때문이다.
  • 그런데 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 결국 서비스 계층에서 커넥션을 만들고, 트랜잭션 커밋 이후에 커넥션을 종료해야 한다.
  • 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용하려면 트랜잭션을 사용하는 동안 같은 커넥션을 유지해야한다. 그래야 같은 세션을 사용할 수 있다.

같은 커넥션 유지: 파라미터

먼저 리포지토리가 파라미터를 통해 같은 커넥션을 유지하는 방법이다.

MemberRepositoryV2

package hello.jdbc.repository;

import hello.jdbc.domain.Member;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.jdbc.support.JdbcUtils;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.*;
import java.util.NoSuchElementException;

/**
 *  JDBC - ConnectionParam 으로 parameter 로 받은 커넥션을 써야 같은 커넥션을 써서 일관성이 유지됨.
 *  트랜잭션을 한 커넥션으로 유지하기 위한 옛날 방법(현재는 스프링으로)
 *  서비스 계층이 지저분하고 복잡해짐
 */
@Slf4j
public class MemberRepositoryV2 {

    private final DataSource dataSource;

    public MemberRepositoryV2(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();                                   // connection 획득
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, member.getMemberId());    // 위에 sql 의 첫 번째 파라미터 바인딩 해준다.
            pstmt.setInt(2, member.getMoney());         // 두 번째 파라미터 바인딩

            pstmt.executeUpdate();                                   // 위에서 준비한 것들(쿼리)이 실제 실행되게 함.(insert 는 Update 문으로)
            return member;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;    // 예외 던짐
        } finally {     // 예외가 발생하던, 하지 않던 항상 수행되어야 하는 부분(close) finally 에 작성.
            // 커넥션(외부 리소스)은 실제 TCP,IP 커넥션에 걸려서 쓰는 것으로 안 닫으면 계속 유지됨. 역순으로 닫아줘야 함
//            pstmt.close();
//            con.close();    // 근데 위에서 예외가 터지면 닫히는 게 호출 자체가 안 될 수도 있어서, close() 메서드를 만들어서 try-catch 로 동작하게 함
            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();  // select 는 Query 문으로. 이건 결과를 ResultSet(rs)에 담아서 반환해준다.

            if (rs.next()) {            // rs 는 내부에 커서같은 게 있어서, 한 번 호출을 해줘야 실제 데이터가 있는 곳부터 실행이 됨. next() 는 첫 번째 데이터가 있는지를 물어봐서 true 면 진행
                Member member = new Member();   // 멤버 객체 만들어서 저장해주기
                member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
                member.setMoney(rs.getInt("money"));
                return member;
            } else {                    // false 나와서~
                throw new NoSuchElementException("member not found memberId=" + memberId);  // 예외를 던질 땐 메시지를 잘 넣는 게 좋다. 문제 터졌을 때 해결하기 좋음
            }

        } catch (SQLException e) {
            log.info("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, rs);
        }
    }

    // param 으로 connection 받기
    public Member findById(Connection con, String memberId) throws SQLException {
        String sql = "select * from member where member_id = ?";

        PreparedStatement pstmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);

            rs = pstmt.executeQuery();  // select 는 Query 문으로. 이건 결과를 ResultSet(rs)에 담아서 반환해준다.

            if (rs.next()) {            // rs 는 내부에 커서같은 게 있어서, 한 번 호출을 해줘야 실제 데이터가 있는 곳부터 실행이 됨. next() 는 첫 번째 데이터가 있는지를 물어봐서 true 면 진행
                Member member = new Member();   // 멤버 객체 만들어서 저장해주기
                member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
                member.setMoney(rs.getInt("money"));
                return member;
            } else {                    // false 나와서~
                throw new NoSuchElementException("member not found memberId=" + memberId);  // 예외를 던질 땐 메시지를 잘 넣는 게 좋다. 문제 터졌을 때 해결하기 좋음
            }

        } catch (SQLException e) {
            log.info("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            // Connection 은 여기서 닫지 않는다.
            JdbcUtils.closeResultSet(rs);
            JdbcUtils.closeStatement(pstmt);
//            JdbcUtils.closeConnection(con);
        }
    }

    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);
            int resultSize = pstmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize={}", resultSize);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }

    // param 으로 connection 받기
    public void update(Connection con, String memberId, int money) throws SQLException {
        String sql = "update member set money=? where member_id=?";

        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setInt(1, money);
            pstmt.setString(2, memberId);
            int resultSize = pstmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize={}", resultSize);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            // Connection 은 여기서 닫지 않는다.
            JdbcUtils.closeStatement(pstmt);
//            JdbcUtils.closeConnection(con);
        }
    }

    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);
        JdbcUtils.closeConnection(con);
    }

    private Connection getConnection() throws SQLException {
        Connection con = dataSource.getConnection();
        log.info("getConnection={}, class={}", con, con.getClass());
        return con;
    }

}
  • 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 파라미터로 넘어온 커넥션을 사용해야 한다. 따라서 con = getConnection() 코드가 있으면 안된다.
  • 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 리포지토리에서 커넥션을 닫으면 안된다. 커넥션을 전달 받은 리포지토리 뿐만 아니라 이후에도 커넥션을 계속 이어서 사용하기 때문이다. 이후 서비스 로직이 끝날 때 트랜잭션을 종료하고 닫아야 한다.

MemberServiceV2

package hello.jdbc.service;

import hello.jdbc.domain.Member;
import hello.jdbc.repository.MemberRepositoryV2;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

/**
 *  트랜잭션 적용으로 파라미터 연동, 풀을 고려한 종료 -> 원자적인 문제 해결
 *  여전히 서비스에 비즈니스 로직과 트랜잭션이 섞여 지저분
 */

@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV2 {

    private final DataSource dataSource;
    private final MemberRepositoryV2 memberRepository;

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

        Connection con = dataSource.getConnection();

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

            // 비즈니스 로직
            bizLogic(con, money, fromId, toId);

            // 성공 시 커밋
            con.commit();

        } catch (Exception e) {
            // 실패 시 롤백
            con.rollback();
            throw new IllegalStateException(e);

        } finally {
            release(con);
        }

    }

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

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

    private void release(Connection con) {
        if (con != null) {
            try {
                // autoCommit 의 기본값이 true 이다.
                // 커넥션 풀에서는 그냥 close 해버리면, autoCommit 의 값이 false 로 커넥션 풀에 그대로 남아 있음: con.close() 호출 시 커넥션이 종료되는 게 아니라, 풀에 반납되는 것이다. 쉽게 말해서 공공재인 커넥션 사용 후 원상태로 돌려줘야 하는 것.
                con.setAutoCommit(true);
                con.close();
            } catch (Exception e) {
                log.info("error", e);
            }
        }
    }

    // 예외 상황 테스트 하기 위해 id ex 인 경우 검증
    private void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • bizLogic(con, fromId, toId, money);
    • 트랜잭션이 시작된 커넥션을 전달하면서 비즈니스 로직을 수행한다.
    • 이렇게 분리한 이유는 트랜잭션을 관리하는 로직과 실제 비즈니스 로직을 구분하기 위함이다.
    • memberRepository.update(con..) : 비즈니스 로직을 보면 리포지토리를 호출할 때 커넥션을 전달하는 것을 확인할 수 있다.
  • con.commit(); //성공시 커밋
    • 비즈니스 로직이 정상 수행되면 트랜잭션을 커밋한다.
  • con.rollback(); //실패시 롤백
    • catch(Ex){..} 를 사용해서 비즈니스 로직 수행 도중에 예외가 발생하면 트랜잭션을 롤백한다.
  • release(con);
    • finally {..} 를 사용해서 커넥션을 모두 사용하고 나면 안전하게 종료한다. 그런데 커넥션 풀을 사용하면 con.close() 를 호출 했을 때 커넥션이 종료되는 것이 아니라 풀에 반납된다. 현재 수동 커밋 모드로 동작하기 때문에 풀에 돌려주기 전에 기본 값인 자동 커밋 모드로 변경하는 것이 안전하다.

MemberServiceV2Test

package hello.jdbc.service;

import hello.jdbc.domain.Member;
import hello.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import hello.jdbc.repository.MemberRepositoryV2;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.assertj.core.api.Assertions;
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.DriverManagerDataSource;

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 - 커넥션 파라미터 전달 방식으로 동기화
 */
@Slf4j
class MemberServiceV2Test {

    public static final String MEMBER_A = "memberA";
    public static final String MEMBER_B = "memberB";
    public static final String MEMBER_EX = "ex";

    private MemberRepositoryV2 memberRepository;
    private MemberServiceV2 memberService;

    @BeforeEach
    void before() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV2(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV2(dataSource, memberRepository);
    }

    @AfterEach
    void after() throws SQLException {
        memberRepository.delete(MEMBER_A);
        memberRepository.delete(MEMBER_B);
        memberRepository.delete(MEMBER_EX);
    }

    @Test
    @DisplayName("이체중 예외 발생")
    public void accountTransferEx() throws Exception {
        // given : 테스트 준비
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberEx);

        // when : 계좌이체 로직 실행, 커넥션 생성하고 트랜잭션 시작, 예외 발생으로 트랜잭션 롤백.
        assertThatThrownBy(() -> memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberEx.getMemberId(), 2000))
                .isInstanceOf(IllegalStateException.class);

        // then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());
        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(10000);    // 예외 발생했기 때문에 rollback 됨
        assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
    
    @Test
    @DisplayName("정상 이체")	// 기존 로직과 동일
    public void accountTransfer() throws Exception {
        // given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

        // when
        log.info("START TX");
        memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);
        log.info("END TX");

        // then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());
        Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
    }


}
  • 트랜잭션 덕분에 계좌이체가 실패할 때 롤백을 수행해서 모든 데이터를 정상적으로 초기화 할 수 있게 되었다. 결과적으로 계좌이체를 수행하기 직전으로 돌아가게 된다.

남은 문제

애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 적용하려면 서비스 계층이 매우 지저분해지고, 생각보다 매우 복잡한 코드를 요구한다. 추가로 커넥션을 유지하도록 코드를 변경하는 것도 쉬운 일은 아니다.
다음에는 스프링을 사용해서 이런 문제들을 하나씩 해결한다.

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