[스프링 DB 2편] #9. 스프링 트랜잭션 이해(2)

[6om1n]

1️⃣ 트랜잭션 AOP 주의 사항 - 프록시 내부 호출1

@Transactional 을 사용하면 스프링의 트랜잭션 AOP 이 적용된다.
트랜잭션 AOP 는 기본적으로 프록시 방식의 AOP 를 사용한다.
앞서 배운 것처럼 @Transactional 을 적용하면 프록시 객체가 요청을 먼저 받아서 트랜잭션을 처리하고, 실제 객체를 호출해준다.
따라서 트랜잭션을 적용하려면 항상 프록시를 통해서 대상 객체를 호출해야 한다.
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.

AOP 를 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 메소드 호출이 발생하면 프록시를 거치지 않고 대상 객체를 직접 호출하는 문제가 발생한다. 이렇게 되면 @Transactional 이 있어도 트랜잭션이 적용되지 않는다.

• InternalCallV1Test

 package hello.springtx.apply;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.boot.test.context.TestConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationManager;

@Slf4j
@SpringBootTest
public class InternalCallV1Test {

    @Autowired
    CallService callService;

    @Test
    void printProxy() {
        log.info("callService class={}", callService.getClass());
    }

    @Test
    void internalCall() {
        callService.internal();
    }

    @Test
    void externalCall() {
        callService.external();
    }

    @TestConfiguration
    static class InternalCallV1TestConfig {
        @Bean
        CallService callService() {
            return new CallService();
        }
    }

    @Slf4j
    static class CallService {

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

        @Transactional
        public void internal() {
            log.info("call internal");
            printTxInfo();
        }

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

    }
}

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.

@Test
 void printProxy() {
    log.info("callService class={}", callService.getClass());
 }

여기서는 테스트에서 callService 를 주입 받는데, 해당 클래스를 출력해보면 CGLIB .. 이 붙은 것을 확인할 수 있다.

internalCall() 실행
internalCall() 은 트랜잭션이 있는 코드인 internal() 을 호출한다.

• internal()

@Transactional
 public void internal() {
    log.info("call internal");
 printTxInfo();
 }

1. 클라이언트인 테스트 코드는 callService.internal() 을 호출한다. 여기서 callService 는 트랜잭션 프록시이다.
2. callService 의 트랜잭션 프록시가 호출된다.
3. internal() 메서드에 @Transactional 이 붙어 있으므로 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용한다.
4. 트랜잭션 적용 후 실제 callService 객체 인스턴스의 internal() 을 호출한다.

• 실제 callService 가 처리를 완료하면 응답이 트랜잭션 프록시로 돌아오고, 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 완료한다.

• 실행 로그 - internalCall()
  

• TransactionInterceptor 가 남긴 로그를 통해 트랜잭션 프록시가 트랜잭션을 적용한 것을 확인할 수 있다.

• CallService 가 남긴 tx active = true 로그를 통해 트랜잭션이 적용되어 있음을 확인할 수 있음

externalCall() 실행

• externalCall() 은 트랜잭션이 없는 코드인 external() 을 호출한다
• external()

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

@Transactional
 public void internal() {
    log.info("call internal");
 printTxInfo();
 }

external() 은 @Transactional 애노테이션이 없다. 따라서 트랜잭션 없이 시작한다. 그런데 내부에서 @Transactional 이 있는 internal() 을 호출하는 것을 확인할 수 있는데, 이 경우 external() 은 트랜잭션이 없지만, internal() 에서는 트랜잭션이 적용되는 것처럼 보인다.

• 실행로그 - externalCall()
  

실행 로그를 보면 트랜잭션 관련 코드가 없다. 프록시가 아닌 실제 callService 에서 남긴 로그만 확인된다 . 추가로 internal() 내부에서 호출한 tx active = false 로그를 통해 트랜잭션이 수행되지 않은 것을 확인할 수 있다.
기대와 다르게 internal() 에서 트랜잭션이 전혀 적용되지 않았다. 이유는 ?

• 프록시와 내부 호출
  

1. 클라이언트 테스트 코드는 callService.external() 을 호출한다. 여기서 callService 는 트랜잭션 프록시이다.
2. callService 의 트랜잭션 프록시가 호출된다.
3. external() 메서드에는 @Transactional 이 없다. 따라서 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용하지 않는다.
4. 트랜잭션 적용하지 않고, 실제 callService 객체 인스턴스의 external() 을 호출한다.
5. external() 은 내부에서 internal() 메서드를 호출한다. 여기서 문제 발생

• 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 AOP 는 프록시를 사용한다. 프록시를 사용하면 메서드 내부 호출에 프록시를 적용할 수 없다.
  문제를 어떻게 해결할 수 있을까 ?
  가장 단순한 방법은 내부 호출을 피하기 위해 internal() 메서드를 별도의 클래스로 분리하는 것이다.

---

2️⃣ 트랜잭션 AOP 주의 사항 - 프록시 내부 호출2

메서드 내부 호출로 트랜잭션 프록시가 적용되지 않는 문제를 해결하기 위해 internal() 메서드를 별도의 클래스로 분리

• InternalCallV2Test

package hello.springtx.apply;

import jdk.jfr.Frequency;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.hibernate.Internal;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.boot.test.context.TestConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationManager;

@Slf4j
@SpringBootTest
public class InternalCallV2Test {

    @Autowired
    CallService callService;

    @Test
    void externalCallV2() {
        callService.external();
    }

    @TestConfiguration
    static class InternalCallV2Config {
        @Bean
        CallService callService() {
            return new CallService(innerService());
        }

        @Bean
        InternalService innerService() {
            return new InternalService();
        }
    }

    @Slf4j
    @RequiredArgsConstructor
    static class CallService {

        private final InternalService internalService;

        public void external() {
            log.info("call external");
            printTxInfo();
            internalService.internal();
        }

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

    @Slf4j
    static class InternalService {
        @Transactional
        public void internal() {
            log.info("call internal");
            printTxInfo();
        }

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

• InternalService 클래스를 만들고, internal() 메서드를 여기로 옮기면서 메서드 내부 호출을 외부 호출로 변경했다.
• CallService 에는 트랜잭션 관련 코드가 전혀 없으므로 트랜잭션 프록시가 적용되지 않는다.
• InternalService 에는 트랜잭션 관련 코드가 있으므로 트랜잭션 프록시가 적용된다.

• 흐름 분석

1. 클라이언트 테스트 코드는 callService.external() 을 호출
2. callService 는 실제 callService 객체 인스턴스이다.
3. callService 는 주입 받은 internalService.internal() 을 호출한다.
4. internalService 는 트랜잭션 프록시이다. internal() 메서드에 @Transactional 이 붙어있으므로 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용한다.
5. 트랜잭션 적용 후 실제 internalService 객체 인스턴스의 internal() 을 호출한다.

• 실행 로그- externalCallV2()
  

• TransactionInterceptor 를 통해 트랜잭션이 적용되는 것을 확인할 수 있다.

• InternalService 의 tx active = true 로그를 통해 internal() 호출에서 트랜잭션이 적용된 것을 확인할 수 있다.

public 메서드만 트랜잭션 적용

스프링의 트랜잭션 AOP 기능은 public메서드에만 트랜잭션을 적용하도록 기본 설정이 되어있다. 따라서 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.

• 스프링이 public 에만 트랜잭션을 적용하는 이유 ?

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

클래스 레벨에 트랜잭션을 적용하면 모든 메서드에 트랜잭션이 걸릴 수 있다. 그렇게 되면 트랜잭션을 의도하지 않는 곳까지 트랜잭션이 과도하게 적용된다. 트랜잭션은 주로 비즈니스 로직의 시작점에 걸기 때문에 대부분 외부에 열어준 곳을 시작점으로 사용한다. 이런 이유로 public 메서드에만 트랜잭션을 적용하도록 설정되어 있다.

참고로 public 이 아닌 곳에 @Transactional 이 붙어 있으면 예외가 발생하지는 않고, 트랜잭션 적용만 무시된다.

---

3️⃣ 트랜잭션 AOP 주의 사항 - 초기화 시점

• InitTxTest

package hello.springtx.apply;

import jakarta.annotation.PostConstruct;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.context.event.ApplicationReadyEvent;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.boot.test.context.TestConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.event.EventListener;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationManager;

@SpringBootTest
public class InitTxTest {

    @Test
    void go() {
        //초기화 코드는 스프링이 초기화 시점에 호출
    }

    @TestConfiguration
    static class InitTxTestConfig {
        @Bean
        Hello hello() {
            return new Hello();
        }
    }

    @Slf4j
    static class Hello {

        @PostConstruct
        @Transactional
        public void initV1() {
            boolean isActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("Hello init @PostConstruct tx active={}", isActive);
        }

        @EventListener(ApplicationReadyEvent.class)
        @Transactional
        public void initV2() {
            boolean isActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("Hello init ApplicationReadyEvent tx active={}", isActive);
        }
    }
}

초기화 코드 (예 : @PostConstruct) 와 @Transactional 을 함께 사용하면 트랜잭션이 적용되지 않는다.

 @PostConstruct
 @Transactional
 public void initV1() {
    log.info("Hello init @PostConstruct");
 }

그 이유는 초기화 코드가 먼저 호출되고, 그 다음에 트랜잭션 AOP 가 적용되기 때문이다. 따라서 초기화 시점에는 해당 메서드에서 트랜잭션을 획득할 수 없다.

• initV1() 관련 로그

 Hello init @PostConstruct tx active=false

• 가장 확실한 대안은 ApplicationReadyEvent 이벤트를 사용하는 것이다.

@EventListener(value = ApplicationReadyEvent.class)
 @Transactional
 public void init2() {
    log.info("Hello init ApplicationReadyEvent");
 }

이 이벤트는 트랜잭션 AOP를 포함한 스프링이 컨테이너가 완전히 생성되고 난 다음에 이벤트가 붙은 메서드를 호출해준다. 따라서 init2() 는 트랜잭션이 적용된 것을 확인할 수 있다.

**

4️⃣ 트랜잭션 옵션 소개

value, transactionManager

트랜잭션을 사용하려면 스프링 빈에 등록된 어떤 트랜잭션 매니저를 사용할 지 알아야 한다. 코드로 직접 트랜잭션을 사용할 때 분명 트랜잭션 매니저를 주입 받아서 사용했다. @Transactional 에서도 트랜잭션 프록시가 사용 할 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. 사용하는 트랜잭션 매니저가 둘 이상이라면 아래와 같이 트랜잭션 매니저의 이름을 지정해서 구분하면 된다.

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

애노테이션에서 속성이 하나인 경우 위 예처럼 value 는 생략하고 값을 바로 넣을 수 있다.

rollbackFor

예외 발생 시 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)

예를 들어 이렇게 지정하면 체크 예외인 Exception 이 발생해도 롤백하게 된다. (하위 예외들도 대상에 포함)

noRollbackFor

앞서 설명한 rollbackFor 와 반대이다. 기본 정책에 추가로 어떤 예외가 발생했을 때 롤백하면 안되는 지 지정할 수 있다.
예외 이름을 문자로 넣을 수 있는 noRollbackForClassName 도 있다.

propagation

트랜잭션 전파에 대한 옵션

isolation

트랜잭션 격리 수준을 지정할 수 있다. 기본 값은 데이터베이스에서 설정한 트랜잭션 격리 수준을 사용하는 DEFAULT 이다. 대부분 데이터베이스의 설정한 기준을 따른다.

• DEFAULT : 데이터베이스에서 설정한 격리 수준을 따름
• READ_UNCOMMITTED : 커밋되지 않은 읽기
• READ_COMMITTED : 커밋된 읽기

timeout

트랜잭션 수행 시간에 대한 타임아웃을 초 단위로 지정한다. 기본 값은 트랜잭션 시스템의 타임아웃을 사용한다. 운영 환경에 따라 동작하는 경우도 있고 그렇게 않은 경우도 있기 때문에 꼭 확인하고 사용

label

트랜잭션 애노테이션에 있는 값을 직접 읽어서 어떤 동작을 하고 싶을 때 사용할 수 있다. 일반적으로 안씀

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.

• readOnly 옵션은 크게 3곳에서 적용된다.

• 프레임워크

  • JdbcTemplate 은 읽기 전용 트랜잭션 안에서 변경 기능을 실행하면 예외를 던진다.
  • JPA 는 읽기 전용 트랜잭션의 경우 커밋 시점에 플러시를 호출하지 않는다. 읽기 전용이니 변경에 사용되는 플러시를 호출할 필요가 없다.

• JDBC 드라이버

  • 읽기 전용 트랜잭션에서 변경 쿼리가 발생하면 예외를 던진다.
  • 읽기, 쓰기 데이터베이스를 구분해서 요청한다 읽기 전용 트랜잭션의 경우 읽기 데이터베이스의 커넥션을 획득해서 사용한다.

• 데이터베이스

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

---