[스프링 DB 2편] #9. 스프링 트랜잭션 이해(1)

[newh08]

스프링 트랜잭션에 대해 자세히 알아볼 예정.

스프링 트랜잭션 소개

우리는 앞선 강의에서 스프링이 제공하는 트랜잭션 기능이 왜 필요하고, 어떻게 동작하는지 내부 원리를 알아보았다.

[[4. 스프링과 문제해결 - 트랜잭션]]
문제점 : 트랜잭션을 적용하다 보니 트랜잭션이 필요한곳은 서비스 계층이었고, 그러다보니 서비스 계층에 트랜잭션 관련 코드가 있음. -> 서비스 계층에 특정 데이터 접근 기술에 의존적인 기술이 들어갈 수 밖에 없음
+하나의 트랜잭션에선 같은 커낵션을 사용해야 하기 때문에 커낵션을 파라미터로 넘겼음. -> 번거로움..

이를 해결하기 위해

1. 트랜잭션 추상화를 진행함.
   • 스프링의 트랜잭션 추상화 : [[PlatformTransactionManager]] -> 특정 데이터접근 기술에 의존하지 않음
2. 트랜젹선 동기화 매니저를 통해 커낵션 동기화 -> 파라미터로 커낵션을 넘기지 않음.
3. 트랜잭션 템플릿, 및 AOP 적용 -> @transaction 만으로 트랜잭션 적용 가능 -> 트랜잭션 관련 코드 비즈니스 로직에서 삭제.

스프링 트랜잭션을 더 깊이있게 학습하고, 다양한 기능을 알아볼 예정.

복습.
스프링 트랜잭션 추상화
데이터 접근 기술마다 트랜잭션을 처리하는 방법이 달랐음.

// JDBC 의 트랜잭션 시작
Connection con = dataSource.getConnection();
con.setAutoCommit(false)
...
// JPA 의 트랜잭션 시작

EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityMangerFactory("jpabook");
EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction tx = em.getTransaction();

tx.begin()

JDBC 사용하다 JPA 를 사용하면 코드를 전부 다 바꿔야함.
스프링은 이를 추상화해 해결 PlatformTransactionManager

스프링은 트랜잭션을 추상화해서 제공 + 실무에서 주로 사용하는 데이터 접근 기술에 대한 트랜잭션 매니저 구현체도 제공.
스프링 부트는 어떤 기술 사용하는지 인식해 자동으로 필요한 트랜잭션 매니저를 주입해줌.

선언적 트랜잭션 관리 vs 프로그래밍 방식 트랜잭션 관리

• 선언적 트랜잭션 관리(Declarative Transaction Management)

  • @Transactional 애노테이션 하나만 선언해서 매우 편리하게 트랜잭션을 적용하는 것을 선언적 트랜잭 션 관리라 한다.
    -선언적 트랜잭션 관리는 과거 XML에 설정하기도 했다.
    -이름 그대로 해당 로직에 트랜잭션을 적용하겠다 라고 어딘가에 선언하기만 하면 트랜잭션이 적용되는 방식 이다.

• 프로그래밍 방식의 트랜잭션 관리(programmatic transaction management)
  -트랜잭션 매니저 또는 트랜잭션 템플릿 등을 사용해서 트랜잭션 관련 코드를 직접 작성하는 것을 프로그래 밍 방식의 트랜잭션 관리라 한다.

• 프로그래밍 방식의 트랜잭션 관리를 사용하게 되면, 애플리케이션 코드가 트랜잭션이라는 기술 코드와 강하게 결 합된다.

• 선언적 트랜잭션 관리가 프로그래밍 방식에 비해서 훨씬 간편하고 실용적이기 때문에 실무에서는 대부분 선언적 트랜잭션 관리를 사용한다.

선언적 트랜잭션과 AOP

@transactional 선언적 트랜잭션 관리 방식을 사용하면 기본적으로 프록시 방식의 AOP 적용.
프록시 도입 전에는 비즈니스 로직에 직접 트랜잭션 코드가 있었다면,

프록시를 도입하면 비즈니스 로직에서 트랜잭션 코드 삭제 가능.

정확히말하면 트랜잭션 프록시는 아니고, 프록시가 만들어지고 그안에 트랜잭션 관련 어드바이져가 제공된다.
고급편을 들으면 이해된다. 고급편을 들어라.

• 프록시 도입 전: 서비스에 비즈니스 로직과 트랜잭션 처리 로직이 함께 섞여있다.
• 프록시 도입 후: 트랜잭션 프록시가 트랜잭션 처리 로직을 모두 가져간다. 그리고 트랜잭션을 시작한 후에 실제 서 비스를 대신 호출한다. 트랜잭션 프록시 덕분에 서비스 계층에는 순수한 비즈니즈 로직만 남길 수 있다.

클라인터 요청시 트랜잭션 처리하는 프록시가 호출됨.
트랜잭션 매니저 (항상 트랜잭션 매니저를 통해서 진행된다, 우리가 직접호출하냐, 트랜잭션 매니저가 호출하냐 정도의 차이만 있음.) 가 커낵션을 조회하고 트랜잭션 시작함
트랜잭션 동기화 매니저에 커낵션 보관
이후 비즈니스 로직의 데이터 접근 로직은 트랜잭션 동기화 매니저에있는 커낵션을 꺼내서 사용함.

스프링이 제공하는 트랜잭션 AOP

• 스프링의 트랜잭션은 매우 중요한 기능이고, 전세계 누구나 다 사용하는 기능이다. 스프링은 트랜잭션 AOP를 처
  리하기 위한 모든 기능을 제공한다. 스프링 부트를 사용하면 트랜잭션 AOP를 처리하기 위해 필요한 스프링 빈들 도 자동으로 등록해준다.
• 개발자는 트랜잭션 처리가 필요한 곳에 @Transactional 애노테이션만 붙여주면 된다. 스프링의 트랜잭션 AOP는 이 애노테이션을 인식해서 트랜잭션을 처리하는 프록시를 적용해준다.

@transaction 을 썼을때 어떤 일이 발생하는지? 자세히 알아보고 관련 옵션을 알아볼 예정.

프로젝트 생성

Spring Data JPA
H2 Database
Lombok
넣어서 프로젝트 생성

프랜잭션 적용 확인

트랜잭션 적용되고 있는건가? 확인하는 여러가지 방법
@transaction 을 통해 트랜잭션을 진행하면, 눈에 코드가 보이지 않아 실제 트랜잭션이 적용되고 있는지 아닌지 확인하기 어려움.

트랜잭션 적용중인지 확인하는 코드

@Slf4j
@SpringBootTest
public class TxBasicTest {

    @Autowired BasicService basicService;

    // 프록시 적용 확인
    @Test
    void proxyCheck() {
        log.info("aop class={}", basicService.getClass());
        assertThat(AopUtils.isAopProxy(basicService)).isTrue();
    }

    @Test
    void txTest() {
        basicService.tx();
        basicService.nonTx();
    }

    @TestConfiguration
    static class TxApplyBasicConfig {
        @Bean
        BasicService basicService() {
            return new BasicService();
        }
    }

    @Slf4j
    static class BasicService {

        @Transactional
        public void tx() {
            log.info("call tx");
            boolean txActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("tx active={}", txActive);
        }

        public void nonTx() {
            log.info("call nonTx");
            boolean txActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("tx active={}", txActive);
        }
    }
}

- `@Transactional` 애노테이션이 특정 클래스나 메서드에 하나라도 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 핵 심은 실제 객체 대신에 프록시가 스프링 컨테이너에 등록되었다는 점이다. - 클라이언트인 `txBasicTest` 는 스프링 컨테이너에 `@Autowired BasicService basicService` 로 의 존관계 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.

로그 추가
application.properties

logging.level.org.springframework.transaction.interceptor=TRACE 

이 로그를 추가하면 트랜잭션 프록시가 호출하는 트랜잭션의 시작과 종료를 명확하게 로그로 확인할 수 있다.

basicService.tx(); 호출해보면

Creating new transaction with name [hello.springtx.apply.TxBasicTest$BasicService.tx]

이런 로그가 찍히는것 확인 가능.

그런데 여기서 하나의 고민,
@transaction 을 적으면 프록시 객체가 생기고 (어디에 있든 객체는 생김), 그러면 해당 객체에 있는 모든 메서드가 트랜잭션이 적용되는거 아닌가?

basicService.tx() 호출

1. 클라이언트가 basicService.tx() 를 호출하면, 프록시의 tx() 가 호출된다.
2. 여기서 프록시는 tx() 메서 드가 트랜잭션을 사용할 수 있는지 확인해본다. (@transaction 이 있나 확인해본다)
3. tx() 메서드에는 @Transactional 이 붙어있으므로 트랜잭 션 적용 대상이다.
4. 따라서 트랜잭션을 시작한 다음에 실제 basicService.tx() 를 호출한다.
5. 그리고 실제 basicService.tx() 의 호출이 끝나서 프록시로 제어가(리턴) 돌아오면 프록시는 트랜잭션 로직 을 커밋하거나 롤백해서 트랜잭션을 종료한다.

basicService.nonTx() 호출

1. 클라이언트가 basicService.nonTx() 를 호출하면, 트랜잭션 프록시의 nonTx() 가 호출된다.
2. 여기서 nonTx() 메서드가 트랜잭션을 사용할 수 있는지 확인해본다.
3. nonTx() 에는 @Transactional 이 없으므 로 적용 대상이 아니다.
4. 따라서 트랜잭션을 시작하지 않고, basicService.nonTx() 를 호출하고 종료한다.

TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive()
현재 쓰레드에 트랜잭션이 적용되어 있는지 확인할 수 있는 기능이다. 결과가 true 면 트랜잭션이 적용되어 있는 것이다. 트랜잭션의 적용 여부를 가장 확실하게 확인할 수 있다.

class level 에 @transactional 이 선언되면 모든 메서드에 적용된다.

트랜잭션 적용 위치

@transactional을 어디에 두면 어떤 우선순위를 갖는가?
클래스와 메서드 둘 다 적용시키면 어디에 우선순위가 있는지?

공부를 할 때 모든걸 외우는게 아니고, 기준을 잡으면 8~90%는 해결이 되고 예외사항을 외우면 된다. 라고 말하심.

스프링에서 우선순위는 항상 더 구체적이고 자세한 것이 높은 우선순위를 가진다. 이것만 기억하면 스프링에서 발생하 는 대부분의 우선순위를 쉽게 기억할 수 있다. 그리고 더 구체적인 것이 더 높은 우선순위를 가지는 것은 상식적으로 자연스럽다.

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.

@SpringBootTest
public class TxLevelTest {

    @Autowired LevelService service;

    @Test
    void orderTest() {
        service.write();
        service.read();
    }

    @TestConfiguration
    static class TxLevelTestConfig {
        @Bean
        LevelService levelService() {
            return new LevelService();
        }
    }

    @Slf4j
    @Transactional(readOnly = true) // 읽기 전용 트랜잭션, 쓰기작업 불가.
    static class LevelService {

        @Transactional(readOnly = false)
        public void write() {
            log.info("call write");
            printTxInfo();
        }

        public void read() {
            log.info("call read");
            printTxInfo();
        }

        private void printTxInfo() {
            boolean txActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("tx active={}", txActive);
            boolean readOnly = TransactionSynchronizationManager.isCurrentTransactionReadOnly();
            log.info("tx readOnly={}", readOnly);
        }
    }
}

스프링의 @Transactional 은 다음 두 가지 규칙이 있다.

1. 우선순위 규칙
2. 클래스에 적용하면 메서드는 자동 적용

• LevelService 의 타입에 @Transactional(readOnly = true) 이 붙어있다.
• write() : 해당 메서드에 @Transactional(readOnly = false) 이 붙어있다.
  • 이렇게 되면 타입에 있는 @Transactional(readOnly = true) 와 해당 메서드에 있는 @Transactional(readOnly = false) 둘 중 하나를 적용해야 한다.
  • 클래스 보다는 메서드가 더 구체적이므로 메서드에 있는 @Transactional(readOnly = false) 옵 션을 사용한 트랜잭션이 적용된다.

클래스에 적용하면 메서드는 자동 적용

• read() : 해당 메서드에 @Transactional 이 없다. 이 경우 더 상위인 클래스를 확인한다.
  • 클래스에 @Transactional(readOnly = true) 이 적용되어 있다. 따라서 트랜잭션이 적용되고 readOnly = true 옵션을 사용하게 된다.

참고로 readOnly=false 는 기본 옵션이기 때문에 보통 생략한다.
@Transactional == @Transactional(readOnly=false) 와 같다

인터페이스에 @transactional 적용
인터페이스에도 @Transactional 을 적용할 수 있다. 이 경우 다음 순서로 적용된다. 구체적인 것이 더 높은 우선순위를 가진다고 생각하면 바로 이해가 될 것이다.

1. 클래스의 메서드 (우선순위가 가장 높다.)
2. 클래스의 타입
3. 인터페이스의 메서드
4. 인터페이스의 타입 (우선순위가 가장 낮다.)

클래스의 메서드를 찾고, 만약 없으면 클래스의 타입을 찾고 만약 없으면 인터페이스의 메서드를 찾고 그래도 없으면 인 터페이스의 타입을 찾는다.

그런데 인터페이스에 @Transactional 사용하는 것은 스프링 공식 메뉴얼에서 권장하지 않는 방법이다. AOP를 적 용하는 방식에 따라서 인터페이스에 애노테이션을 두면 AOP가 적용이 되지 않는 경우도 있기 때문이다. 가급적 구체 클래스에 @Transactional 을 사용하자.
프록시 생성에 여러가지 방식이 있는데, 그중에서 인터페이스에 있을때 인식 못하고 적용하지 못하는 경우가 종종 발생함.

참고
스프링은 인터페이스에 @Transactional 을 사용하는 방식을 스프링 5.0에서 많은 부분 개선했다. 과거에는 구체 클래스를 기반으로 프록시를 생성하는 CGLIB 방식을 사용하면 인터페이스에 있는 @Transactional 을 인식하지 못했다. 스프링 5.0 부터는 이 부분을 개선해서 인터페이스에 있는 @Transactional 도 인식한다. 하 지만 다른 AOP 방식에서 또 적용되지 않을 수 있으므로 공식 메뉴얼의 가이드대로 가급적 구체 클래스에 @Transactional 을 사용하자.
CGLIB 방식은 스프링 핵심 원리 - 고급편에서 다룬다.