영속성 컨텍스트(Persistence Context)

목차

 

 

 

 

 

 

이번 포스팅에서는 영속성 컨텍스트라는 별도의 영역을 통해 얻을 수 있는 이점과 영속성 컨텍스트에 무엇인지에 대해 알아보겠습니다. 

 

영속성 컨텍스트란?

영속성 컨텍스트란 엔티티를 영구히 저장하는 환경을 뜻 합니다. 

애플리케이션과 데이터베이스 사이에서 객체를 보관하는 가상의 데이터베이스 같은 역할을 합니다. 

엔티티 매니저를 통해 엔티티를 저장하거나 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리합니다. 

 

 

엔티티 매니저와 영속성 컨텍스트

• 엔티티 매니저를 생성할 때 하나가 생성됩니다.
• 엔티티 매너지를 통해 영속성 컨텍스트에 접근하고 관리할 수 있습니다. 

 

 

잠시 엔티티와 엔티티 매니저에 대해 알아보고 가겠습니다. 

 

 

엔티티(Entity) 

엔티티는 영속성을 가진 객체로 DB 테이블에 보관할 대상입니다. 

이러한 엔티티는 특정한 시점에 DB에 영향을 미치는 쿼리를 실행하게 됩니다.

엔티티는 클래스위의 에노테이션 @Entity를 달아줍니다. 

( DB 테이블에 매칭되는 자바의 클래스를 엔티티라고 생각하면 편합니다. )

@Entity
public class User {
}

 

 

엔티티매니저(EntityManager)

특정 작업을 위해 데이터베이스에 액세스 하는 역할을 합니다.

엔티티를 DB에 등록/수정/삭제/조회(CRUD) 하며, 엔티티와 관련된 일을 처리합니다.

 

엔티티 매니저 팩토리에서 이용해 생성합니다.  ( Entity Manager Factory -> emf )

엔티티매니저팩토리는 엔티티매니저를 만드는 공장입니다.

공장을 만들 때 비용이 많이 드는 것처럼 엔티티매니저팩토리도 자원을 많이 먹습니다.

그러므로 주로 하나만 만들어 사용합니다. 

반면에, 엔티티매니저는 만드는데 비용이 얼마 안들기 때문에 자주 만들어 사용해도 됩니다. 

 

// 엔티티 매니저 생성 
EntityManager em = emf.createEntityManager();

// member 엔티티를 영속 상태로 만듬 
Member member = new Member();
em.persist(member);

 

 

 

 

엔티티의 생명주기

엔티티는 비영속, 영속, 준영속, 삭제 4가지의 상태가 있습니다. 

• 비영속(new/transient) : 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
• 영속(managed) : 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
• 준영속(detached) : 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
• 삭제(removed) : 삭제된 상태

 

 

비영속

엔티티 객체를 생성했지만 아직 영속성 컨텍스트에 저장하지 않은 상태를 비영속 (new / transient)라 합니다.

Member member = new Member();

 

 

영속

엔티티 매니저를 통해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한 상태를 말하며 영속성 컨텍스트에 의해 관리되고 있는 상태 입니다. 

em.persist(member);

 

 

준영속

영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 더 이상 관리하지 않으면 준영속 상태가 됩니다.

특정 엔티티를 준영속 상태로 만드려면 em.detach()를 사용하면 됩니다.

준영속 상태가 되면 1차 캐시부터 쓰기 지연 SQL 저장소까지 해당 엔티티를 관리하기 위한 모든 정보가 제거됩니다.

// 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리해 준영속 상태로 만듭니다.
em.detach(member);

// 영속성 컨텍스트를 비우면 관리받던 엔티티는 준영속 상태가 됩니다.
em.clear();

// 영속성 컨텍스트를 종료하면 관리받던 엔티티는 준영속 상태가 됩니다.
em.close();

 

준영속 상태의 특징 

• 1차 캐시, 쓰기 지연, 변경 감지, 지연 로딩을 포함한 영속성 컨텍스트가 제공하는 어떠한 기능도 동작하지 않습니다.
• 식별자 값을 가지고 있습니다.

 

 

삭제

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제합니다.

em.remove(member);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

영속성 컨텍스트의 특징

 

영속성 컨텍스트의 식별자 값

영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값으로 구분합니다. 

영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 합니다. 

(1차 캐시에 Key - Value 형식으로 저장됩니다.)

 

 

영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장

JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영하는데 이를 flush 라고 합니다.

 

 

 

영속성 컨텍스트의 장점

영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하면 다음과 같은 장점이 있습니다. 

1. 1차 캐시
2. 동일성 보장
3. 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
4. 변경 감지

하나씩 알아보도록 하겠습니다!

 

 

 

 

1차 캐시 

영속성 컨텍스트 내부에는 캐시가 있는데 이를 1차 캐시라고 합니다.

영속 상태의 엔티티를 이곳에 저장하게 됩니다.

1차 캐시의 키는 식별자 값(데이터베이스의 기본키)이고 값은 엔티티 인스턴스 입니다.

1차 캐시에서 사용하므로 DB까지 안가도 되므로 조회 성능을 높여줍니다. 

 

조회하는 방법은 다음과 같습니다.

// em.find(엔티티 클라스 타입, 식별자 값)
Member member = em.find(Member.class, "member1");

 

조회의 흐름 

1차캐시에서 조회하는 경우와 아닌 경우로 나뉘어집니다. 

 

1차 캐시 조회

1. 1차 캐시에서 엔티티를 찾습니다.
2. 엔티티에 있으면 메모리에 있는 1차 캐시에서 엔티티를 조회합니다.

 

 

데이터베이스에서 조회

1. 1차 캐시에 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회합니다.
2. 조회한 데이터로 엔티티를 생성해 1차 캐시에 저장합니다. (엔티티를 영속 상태로 만듭니다.)
3. 조회한 엔티티를 반환합니다. 

 

 

 

영속 엔티티의 동일성 보장

영속성 컨텍스트는 엔티티의 동일성을 보장합니다.

같은 키를 조회하면 같은 객체 입니다. 

Member a = em.find(Member.class, "member1");
Member b = em.find(Member.class, "member1");
System.out.println(a==b) // true

 

 

트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(transactional write-behind)

em.find(member) 를 사용해 member를 저장해도 바로 Insert SQL이 데이터베이스에 보내지는 것이 아닙니다. 

엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 내부 쿼리 저장소에 SQL을 모아둡니다.

트랜잭션이 커밋할 때 모아둔 쿼리를 DB에 보냅니다. 

이것을 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이라고 합니다. 

 

 

쓰기 지연, 회원 A 영속

 

쓰기 지연, 회원 B 영속

 

트랜잭션 커밋, 플러시, 동기화

영속성 컨텍스트에서 트랜잭션을 커밋하면 엔티티매니저에서 영속성 컨텍스트를 플러시 합니다. 

등록, 수정, 삭제한 엔티티의 SQL이 저장된 SQL 저장소에 있던 SQL을 DB에 전송합니다.

실제 DB에서 전달받은 SQL로 트랜잭션을 커밋해 반영합니다.

 

 

 

 

변경 감지

JPA로 엔티티를 수정할 때는 단순히 엔티티를 조회해서 데이터를 변경하면 됩니다.

그러면 알아서 변경된 사항을 DB에 반영해줍니다.

이것을 변경 감지라 합니다.

 

변경감지의 흐름

1. 트랜잭션을 커밋하면 엔티티 매니저 내부에서 먼저 플러시가 호출됩니다. 
2. 엔티티와 스냅샷을 비교하여 변경된 엔티티를 찾습니다. (스냅샷 : 기존의 것이라 생각하면 됩니다.)
3. 변경된 엔티티가 있으면 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 저장합니다.
4. 쓰기 지연 저장소의 SQL을 flush 합니다.
5. 데이터베이스 트랜잭션을 커밋합니다. 

변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티만 적용됩니다.

 

 

 

 

플러시 flush 

플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영합니다.
영속성 컨텍스트의 엔티티를 지우는게 아니라 변경 내용을 동기화 합니다.

플러시의 흐름
변경 감지가 동작해서 스냅샷과 비교해 수정된 엔티티를 찾습니다.수정된 엔티티에 대해 수정 쿼리를 만들어 SQL 저장소에 등록합니다.쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송합니다.

 

 

 

정리

영속성 컨텍스트의 장점은 다음과 같습니다.

 

1. 1차 캐시 (조회 기능을 높여줍니다)

2. 동일성 보장

3. 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연 

 

위와 같은 장점을 통해 DB를 성능좋게 다룰 수 있어 영속성 컨텍스트를 사용합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고 사이트

https://velog.io/@neptunes032/JPA-%EC%98%81%EC%86%8D%EC%84%B1-%EC%BB%A8%ED%85%8D%EC%8A%A4%ED%8A%B8%EB%9E%80

JPA 영속성 컨텍스트란?

 

 

https://junhyunny.github.io/spring-boot/jpa/junit/persistence-context-advantages/

영속성 컨텍스트(Persistence Context) 장점

 

 

https://ultrakain.gitbooks.io/jpa/content/chapter3/chapter3.4.html

3.4 영속성 컨텍스트의 특징 · jpa

 

 

https://ultrakain.gitbooks.io/jpa/content/chapter3/chapter3.1.html

3.1 엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저 · jpa