스프링 트랜잭션 소개

존스노우·2023년 11월 23일

스프링 DB 2편 - 데이터 접근 활용 기술

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복습
스프링은 트랜잭션을 추상화해서 제공할 뿐만 아니라, 실무에서 주로 사용하는 데이터 접근 기술에 대한 트랜잭션 매니저의 구현체도 제공한다. 우리는 필요한 구현체를 스프링 빈으로 등록하고 주입 받아서 사용하기만 하면 된다.
여기에 더해서 스프링 부트는 어떤 데이터 접근 기술을 사용하는지를 자동으로 인식해서 적절한 트랜잭션 매니저를 선택해서 스프링 빈으로 등록해주기 때문에 트랜잭션 매니저를 선택하고 등록하는 과정도 생략할 수 있다. 예를 들어서 JdbcTemplate , MyBatis 를 사용하면 DataSourceTransactionManager(JdbcTransactionManager) 를 스프링 빈으로 등록하고, JPA를 사용하면 JpaTransactionManager 를 스프링 빈으로 등록해준다.

전 강의에서 들었던 부분은 대부분 스킵

트랜잭션 적용 확인

@Transactional 을 통해 선언적 트랜잭션 방식을 사용하면 단순히 애노테이션 하나로 트랜잭션을 적용할 수 있다. 그런데 이 기능은 트랜잭션 관련 코드가 눈에 보이지 않고, AOP를 기반으로 동작하기 때문에, 실제 트랜잭션이 적용되고 있는지 아닌지를 확인하기가 어렵다.

boolean txActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
트랜잭션이 있는지 없는지 확인
트랜잭션 여부를 확인

@Transactional 애노테이션이 특정 클래스나 메서드에 하나라도 있으면 있으면 트랜잭션 AOP는 프록시를 만들어서 스프링 컨테이너에 등록한다. 그리고 실제 basicService 객체 대신에 프록시인 basicService$$CGLIB 를 스프링 빈에 등록한다. 그리고 프록시는 내부에 실제 basicService 를 참조하게 된다. 여기서 핵심은 실제 객체 대신에 프록시가 스프링 컨테이너에 등록되었다는 점이다.
클라이언트인 txBasicTest 는 스프링 컨테이너에 @Autowired BasicService basicService 로 의존관계 주입을 요청한다. 스프링 컨테이너에는 실제 객체 대신에 프록시가 스프링 빈으로 등록되어 있기 때문에 프록시를 주입한다.
프록시는 BasicService 를 상속해서 만들어지기 때문에 다형성을 활용할 수 있다. 따라서 BasicService 대신에 프록시인 BasicService$$CGLIB 를 주입할 수 있다.
상속 받아서 만든다..

프록시
complete 트랜잭션이 완료 됬다.

basicService.tx() 호출

클라이언트가 basicService.tx() 를 호출하면, 프록시의 tx() 가 호출된다. 여기서 프록시는
tx() 메서드가 트랜잭션을 사용할수있는지확인해본다.(한번더 확인) tx()메서드에는@Transactional이
붙어있으므로 트랜잭션 적용 대상이다.
따라서 트랜잭션을 시작한 다음에 실제 basicService.tx() 를 호출한다.
그리고 실제 basicService.tx() 의 호출이 끝나서 프록시로 제어가(리턴) 돌아오면 프록시는
트랜잭션 로직을 커밋하거나 롤백해서 트랜잭션을 종료한다.

basicService.nonTx() 호출

클라이언트가 basicService.nonTx() 를 호출하면, 트랜잭션 프록시의 nonTx() 가 호출된다.
여기서 nonTx() 메서드가 트랜잭션을 사용할 수 있는지 확인해본다. nonTx() 에는
@Transactional 이 없으므로 적용 대상이 아니다.
따라서 트랜잭션을 시작하지 않고, basicService.nonTx() 를 호출하고 종료한다.(바로 직접호출)

TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive()

현재 쓰레드 (쓰레드 로컬) 에 트랜잭션이 적용되어 있는지 확인할 수 있는 기능이다. 결과가 true 면 트랜잭션이 적용되어 있는 것이다. 트랜잭션의 적용 여부를 가장 확실하게 확인할 수 있다.

클래스 레벨에선 전부 적용!

트랜잭션 적용 위치

스프링에서 우선순위는 항상 더 구체적이고 자세한 것이 높은 우선순위를 가진다. 더 구체적인 것이 더 높은 우선순위를 가짐
예를 들어서 메서드와 클래스에 애노테이션을 붙일 수 있다면 더 구체적인 메서드가 더 높은 우선순위를 가진다.
인터페이스와 해당 인터페이스를 구현한 클래스에 애노테이션을 붙일 수 있다면 더 구체적인 클래스가 더 높은 우선순위를 가진다.

스프링의 @Transactional 은 다음 두 가지 규칙이 있다.
우선순위 규칙
클래스에 적용하면 메서드는 자동 적용

우선 순위
참고로 readOnly=false 는 기본 옵션이기 때문에 보통 생략한다.
인터페이스에 @Transactional 사용하는 것은 스프링 공식 메뉴얼에서 권장하지 않는 방법이다. AOP를 적용하는 방식에 따라서 인터페이스에 애노테이션을 두면 AOP가 적용이 되지 않는 경우도 있기 때문이다.
이런설명인대 당연한 것들이라 패스

트랜잭션 AOP 주의 사항 - 프록시 내부 호출1

@Transactional 을 사용하면 스프링의 트랜잭션 AOP가 적용된다.
트랜잭션 AOP는 기본적으로 프록시 방식의 AOP를 사용한다.
@Transactional 을 적용하면 프록시 객체가 요청을 먼저 받아서 트랜잭션을 처리하고, 실제 객체를 호출해준다.
이렇게 해야 프록시에서 먼저 트랜잭션을 적용하고, 이후에 대상 객체를 호출하게 된다.
만약 프록시를 거치지 않고 대상 객체를 직접 호출하게 되면 AOP가 적용되지 않고, 트랜잭션도 적용되지 않는다.
AOP를 적용하면 스프링은 대상 객체 대신에 프록시를 스프링 빈으로 등록한다. 따라서 스프링은 의존관계 주입시에 항상 실제 객체 대신에 프록시 객체를 주입한다.
프록시 객체가 주입되기 때문에 대상 객체를 직접 호출하는 문제는 일반적으로 발생하지 않는다. 하지만 대상 객체의 내부에서 메서드 호출이 발생하면 프록시를 거치지 않고 대상 객체를 직접 호출하는 문제가 발생한다.
이렇게 되면 @Transactional 이 있어도 트랜잭션이 적용되지 않는다. 실무에서 반드시 한번은 만나서 고생하는 문제

프록시 적용 됨

트랜잭션 시 작

트랜잭션이 적용 안됀다

CallService

external() 은 트랜잭션이 없다.
internal() 은 @Transactional 을 통해 트랜잭션을 적용한다.
@Transactional 이 하나라도 있으면 트랜잭션 프록시 객체가 만들어진다. 그리고 callService 빈을 주입 받으면 트랜잭션 프록시 객체가 대신 주입된다.

internalCall() 실행

클라이언트인 테스트 코드는 callService.internal() 을 호출한다. 여기서 callService 는 트랜잭션 프록시이다.
callService 의 트랜잭션 프록시가 호출된다.
internal() 메서드에 @Transactional 이 붙어 있으므로 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용한다.
트랜잭션 적용 후 실제 callService 객체 인스턴스의 internal() 을 호출한다.
실제 callService 가 처리를 완료하면 응답이 트랜잭션 프록시로 돌아오고, 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 완료한다.

externalCall() 실행

실행 로그를 보면 트랜잭션 관련 코드가 전혀 보이지 않는다.
프록시가 아닌 실제 callService 에서 남긴 로그만 확인된다.
추가로 internal() 내부에서 호출한 tx active=false 로그를 통해 확실히 트랜잭션이 수행되지 않은 것을 확인할 수 있다.

프록시와 내부 호출

클라이언트인 테스트 코드는 callService.external() 을 호출한다. 여기서 callService 는 트랜잭션 프록시이다.
callService 의 트랜잭션 프록시가 호출된다.
external() 메서드에는 @Transactional 이 없다. 따라서 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용하지 않는다.
트랜잭션 적용하지 않고, 실제 callService 객체 인스턴스의 external() 을 호출한다.
external() 은 내부에서 internal() 메서드를 호출한다. 그런데 여기서 문제가 발생한다.

아 실제 객체 안에서 Interal을 호출하는구나!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
내가 내껄 직접호출 하게 된거다.

문제 원인

자바 언어에서 메서드 앞에 별도의 참조가 없으면 this 라는 뜻으로 자기 자신의 인스턴스를 가리킨다.
결과적으로 자기 자신의 내부 메서드를 호출하는 this.internal() 이 되는데,
여기서 this 는 자기 자신을 가리키므로, 실제 대상 객체( target )의 인스턴스를 뜻한다. 결과적으로 이러한 내부 호출은 프록시를 거치지 않는다. 따라서 트랜잭션을 적용할 수 없다.
결과적으로 target 에 있는 internal() 을 직접 호출하게 된 것이다.

프록시 방식의 AOP 한계

@Transactional 를 사용하는 트랜잭션 AOP는 프록시를 사용한다. 프록시를 사용하면 메서드 내부 호출에 프록시를 적용할 수 없다.
내부 호출을 피하기 위해 internal() 메서드를 별도의 클래스로 분리하는 방법

트랜잭션 AOP 주의 사항 - 프록시 내부 호출2

클라이언트인 테스트 코드는 callService.external() 을 호출한다.
callService 는 실제 callService 객체 인스턴스이다.
callService 는 주입 받은 internalService.internal() 을 호출한다.
internalService 는 트랜잭션 프록시이다. internal() 메서드에 @Transactional 이 붙어 있으므로 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용한다.
트랜잭션 적용 후 실제 internalService 객체 인스턴스의 internal() 을 호출한다.


  #external()
  ..InternalCallV2Test$CallService : call external
  ..InternalCallV2Test$CallService : tx active=false
  #internal()
  TransactionInterceptor           : Getting transaction for
  [..InternalService.internal]
  ..rnalCallV2Test$InternalService : call internal
  ..rnalCallV2Test$InternalService : tx active=true
  TransactionInterceptor           : Completing transaction for
  [..InternalService.internal]

실무에서는 이렇게 별도의 클래스로 분리하는 방법을 주로 사용한다.

public 메서드만 트랜잭션 적용

스프링의 트랜잭션 AOP 기능은 public 메서드에만 트랜잭션을 적용하도록 기본 설정이 되어있다. 그래서 protected , private , package-visible 에는 트랜잭션이 적용되지 않는다
생각해보면 protected , package-visible 도 외부에서 호출이 가능하다. 따라서 이 부분은 앞서 설명한 프록시의 내부 호출과는 무관하고, 스프링이 막아둔 것이다.
그냥 스프링이 Public외 다 막아 놓음

@Transactional
    public class Hello {
      public method1();
      method2():
      protected method3();
      private method4();
}

이렇게 클래스 레벨에 트랜잭션을 적용하면 모든 메서드에 트랜잭션이 걸릴 수 있다. 그러면 트랜잭션을 의도하지 않는 곳 까지 트랜잭션이 과도하게 적용된다. 트랜잭션은 주로 비즈니스 로직의 시작점에 걸기 때문에 대부분 외부에 열어준 곳을 시작점으로 사용한다. 이런 이유로 public 메서드에만 트랜잭션을 적용하도록 설정되어 있다.
앞서 실행했던 코드를 package-visible 로 변경해보면 적용되지 않는 것을 확인할 수 있다.

트랜잭션 AOP 주의 사항 - 초기화 시점

스프링 초기화 시점에는 트랜잭션 AOP가 적용되지 않을 수 있다.

초기화 코드(예: @PostConstruct )와 @Transactional 을 함께 사용하면 트랜잭션이 적용되지 않는다.
왜냐하면 초기화 코드가 먼저 호출되고, 그 다음에 트랜잭션 AOP가 적용되기 때문이다. 따라서 초기화 시점에는 해당 메서드에서 트랜잭션을 획득할 수 없다.
순서가 꼬이기 때문
ApplicationReadyEvent 스프링 컨테이너가 완전히 다떴을때 호출
스프링 트랜잭션 AOP 모든 걸 다뜨고 완전히 됬을때 initV2() 호출
이벤트는 트랜잭션 AOP를 포함한 스프링이 컨테이너가 완전히 생성되고 난 다음에 이벤트가 붙은 메서드를 호출해준다. 따라서 init2() 는 트랜잭션이 적용된 것을 확인할 수 있다.

2.164 스프링이 다뜬 시간.
이벤트가 메서드를 실행

트랜잭션 옵션 소개

public @interface Transactional {
    String value() default "";
    String transactionManager() default "";
    Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {};
    Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {};
 
  Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;
    Isolation isolation() default Isolation.DEFAULT;
    int timeout() default TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT;
    boolean readOnly() default false;
    String[] label() default {};

value, transactionManager

 public class TxService {
      @Transactional("memberTxManager")
      public void member() {...}
      @Transactional("orderTxManager")
      public void order() {...}
  }

트랜잭션을 사용하려면 먼저 스프링 빈에 등록된 어떤 트랜잭션 매니저를 사용할지 알아야 한다. 생각해보면 코드로 직접 트랜잭션을 사용할 때 분명 트랜잭션 매니저를 주입 받아서 사용했다. @Transactional 에서도 트랜잭션 프록시가 사용할 트랜잭션 매니저를 지정해주어야 한다.
사용할 트랜잭션 매니저를 지정할 때는 value , transactionManager 둘 중 하나에 트랜잭션 매니저의 스프링 빈의 이름을 적어주면 된다.
이 값을 생략하면 기본으로 등록된 트랜잭션 매니저를 사용하기 때문에 대부분 생략한다. 그런데 사용하는 트랜잭션 매니저가 둘 이상이라면 다음과 같이 트랜잭션 매니저의 이름을 지정해서 구분하면 된다.
참고로 애노테이션에서 속성이 하나인 경우 위 예처럼 value는 생략하고 값을 바로 넣을 수 있다.

rollbackFor

예외 발생시 스프링 트랜잭션의 기본 정책은 다음과 같다.
언체크 예외인 RuntimeException , Error 와 그 하위 예외가 발생하면 롤백한다.
체크 예외인 Exception 과 그 하위 예외들은 커밋한다.
이 옵션을 사용하면 기본 정책에 추가로 어떤 예외가 발생할 때 롤백할 지 지정할 수 있다.
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
체크드 예외 옵션도 이걸 사용하면 롤백을 해버림

isolation

트랜잭션 격리 수준을 지정할 수 있다. 기본 값은 데이터베이스에서 설정한 트랜잭션 격리 수준을 사용하는 DEFAULT 이다. 대부분 데이터베이스에서 설정한 기준을 따른다. 애플리케이션 개발자가 트랜잭션 격리 수준을 직접 지정하는 경우는 드물다.
강의에서는 일반적으로 많이 사용하는 READ COMMITTED(커밋된 읽기) 트랜잭션 격리 수준을 기준으로 설명한다.

timeout

트랜잭션 수행 시간에 대한 타임아웃을 초 단위로 지정한다. 기본 값은 트랜잭션 시스템의 타임아웃을 사용한다. 운영 환경에 따라 동작하는 경우도 있고 그렇지 않은 경우도 있기 때문에 꼭 확인하고 사용해야 한다.
timeoutString 도 있는데, 숫자 대신 문자 값으로 지정할 수 있다.

readOnly

트랜잭션은 기본적으로 읽기 쓰기가 모두 가능한 트랜잭션이 생성된다.
readOnly=true 옵션을 사용하면 읽기 전용 트랜잭션이 생성된다. 이 경우 등록, 수정, 삭제가 안되고 읽기 기능만 작동한다. (드라이버나 데이터베이스에 따라 정상 동작하지 않는 경우도 있다.) 그리고 readOnly 옵션을 사용하면 읽기에서 다양한 성능 최적화가 발생할 수 있다.
readOnly 옵션은 크게 3곳에서 적용된다.

프레임워크

JdbcTemplate은 읽기 전용 트랜잭션 안에서 변경 기능을 실행하면 예외를 던진다.
JPA(하이버네이트)는 읽기 전용 트랜잭션의 경우 커밋 시점에 플러시를 호출하지 않는다. 읽기
전용이니 변경에 사용되는 플러시를 호출할 필요가 없다. 추가로 변경이 필요 없으니 변경 감지를 위한 스냅샷 객체도 생성하지 않는다. 이렇게 JPA에서는 다양한 최적화가 발생한다.
이러면서 성능 최적화

JDBC 드라이버

참고로 여기서 설명하는 내용들은 DB와 드라이버 버전에 따라서 다르게 동작하기 때문에 사전에 확인이 필요하다.
읽기 전용 트랜잭션에서 변경 쿼리가 발생하면 예외를 던진다
읽기, 쓰기(마스터, 슬레이브) 데이터베이스를 구분해서 요청한다. 읽기 전용 트랜잭션의 경우 읽기
(슬레이브) 데이터베이스의 커넥션을 획득해서 사용한다

디비 드라이브 버전 따라 되는것도 안되는것도 있음
예외도 작동하는거 작동안하는것 있음

데이터베이스

데이터베이스에 따라 읽기 전용 트랜잭션의 경우 읽기만 하면 되므로, 내부에서 성능 최적화가 발생한다.

예외와 트랜잭션 커밋, 롤백 - 기본

예외가발생했는데,내부에서예외를처리하지못하고,트랜잭션범위(@Transactional가 적용된AOP) 밖으로 예외를 던지면 어떻게 될까?

예외 발생시 스프링 트랜잭션 AOP는 예외의 종류에 따라 트랜잭션을 커밋하거나 롤백한다.

언체크 예외인 RuntimeException , Error 와 그 하위 예외가 발생하면 트랜잭션을 롤백한다.
체크 예외인 Exception 과 그 하위 예외가 발생하면 트랜잭션을 커밋한다.
물론 정상 응답(리턴)하면 트랜잭션을 커밋한다.

runTimeException

롤백이 된거야 커밋이 된거야? 트랜잭션은 완료됬는대
커밋이나 롤백하면 컴플리트가 된건대 뭐가 된걸까

logging.level.org.springframework.transaction.interceptor=TRACE
  logging.level.org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager=
  DEBUG
  #JPA log
  logging.level.org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager=DEBUG
  logging.level.org.hibernate.resource.transaction=DEBUG