[스프링 DB 2편] #10. 스프링 트랜잭션 전파1 - 기본 (1)

[newh08]

스프링 트랜잭션 전파1 - 커밋, 롤백

트랜잭션이 둘 이상 있을 때 어떻게 동작하는지 알아보기
스프링이 제공하는 트랜잭션 전파 (Propagation) 개념을 알아보기

간단한 스프링 트랜잭션 코드로 기본 원리 학습하기.

• 트랜잭션 사용중에 트랜잭션 사용 등 복잡한상황에서 스프링이 어떻게 해결하는지 알아보자.

기본 스프링 트랜잭션 예

1. 테스트 셋팅

@Slf4j
@SpringBootTest
public class BasicTxTest {

    @Autowired
    PlatformTransactionManager txManager;

    @TestConfiguration
    static class Config { // 원래 스프링에서 트랜잭션 매니저 자동을 넣지만, 이렇게 빈 등록하면 이걸로 넣어줌.
        @Bean
        public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
            return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
        }
    }

2. 커밋

    @Test
    void commit() {
        log.info("트랜잭션 시작");
        TransactionStatus status = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute()); // 이렇게 하면 트랜잭션 시작

        log.info("트랜잭션 커밋 시작");
        txManager.commit(status);
        log.info("트랜잭션 커밋 완료");
    }

실행 로그

• 트랜잭션 시작하면 커낵션풀에서 커낵션을 가져온다.
• 커밋하면 커낵션을 다시 반환한다.

** 로그 남기기 위한 설정**

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

#JPA SQL
logging.level.org.hibernate.SQL=DEBUG

3. 롤백

    @Test
    void rollback() {
        log.info("트랜잭션 시작");
        TransactionStatus status = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute()); // 이렇게 하면 트랜잭션 시작

        log.info("트랜잭션 롤백 시작");
        txManager.rollback(status);
        log.info("트랜잭션 커밋 완료");
    }

실행 로그

• 트랜잭션 만들고, 커낵션 풀에서 커낵션 획득
• 롤백 시작 준비하고, 롤백 후 커낵션 반환

다음으로 트랜잭션이 2개 있을땐 어떻게 될지 확인해보자.

스프링 트랜잭션 전파2 - 트랜잭션 두 번 사용

트랜잭션이 각각 따로 사용하는 경우.
즉 트랜잭션1 이 완전히 끝나고난 후 트랜잭션2를 수행하는 경우.

    @Test
    void double_commit() {
        log.info("트랜잭션1 시작");
        TransactionStatus tx1 = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("트랜잭션1 커밋 시작");
        txManager.commit(tx1);

        log.info("트랜잭션2 시작");
        TransactionStatus tx2 = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("트랜잭션2 커밋 시작");
        txManager.commit(tx2);

        log.info("트랜잭션 커밋 완료");
    }

실행 로그

트랜잭션 1

• 트랜잭션1 시작 후 커낵션 풀에서 conn0 커낵션 획득
• 트랜잭션2 종료후 conn0 커낵션 반환

트랜잭션 2

• 트랜잭션2 시작 후 커낵션 풀에서 conn0 커낵션 획득
• 트랜잭션2 종료후 conn0 커낵션 반환

로그를 보면 트랜잭션1 과 트랜잭션2 가 같은 커낵션을 사용했음.
이것은 중간에 커낵션 풀 떄문에 그런것. (커낵션 풀이 아니었으면, 달랐을것임)
테스트 컨피그를 보면 우리가 데이터소스를 넣어준게 아니라, 스프링이 데이터 소스를 넣었음. -> 히카리커넥션 풀을 사용.
트랜잭션1은 커낵션 사용후 풀에 반남했기 때문에 트랜잭션2 에서 같은 커낵션을 획득해서 사용한것.
사실 둘은 완전 다른 커낵션으로 인지하는 것이 맞다.

히카리 커낵션 풀에서 커낵션을 획득하면 실제 커낵션을 그대로 반환하는 것이 아니라,
내부 관리를 위해 히카리 프록시 커낵션이라는 객체를 생성해서 반환함.
프록시 내부에는 실제 커낵션이 포함되어 있음.
즉 커낵션을 요청할 때 마다 새로운 객체를 반환힉 떄문에, 트랜잭션 1과 2의 객체 주소는 다름.
내부의 물리 커낵션을 conn0 으로 동일함.
히카리 프록시 객체는 안에 크게 데이터가 없기 때문에 메모리를 차지하진 않음.

즉 위에서 본 트랜잭션1, 2 는 아래 그림과 같은 매우 단순한 로직.

• 커낵션 풀을 사용하지 않는 경우

• 클라이언트가 트랜잭션1 코드 호출, 커낵션1 을 획득. 로직에서는 해당 커낵션을 사용함. 이후 커밋
• 이후 트랜잭션2 코드 호출, 커낵션2 획득, 로직에서 사용하고 커밋.
• 커낵션 풀도 썻다 반납하면 기존 커낵션과 다른 커낵션으로 인지한다면, 위 사진과 동일.

트랜잭션 커밋 후 롤백하는 경우

    @Test
    void double_commit_rollback() {
        log.info("트랜잭션1 시작");
        TransactionStatus tx1 = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("트랜잭션1 커밋 시작");
        txManager.commit(tx1);

        log.info("트랜잭션2 시작");
        TransactionStatus tx2 = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("트랜잭션2 롤백 시작");
        txManager.rollback(tx2);

        log.info("트랜잭션 커밋 완료");
    }

실행 로그

• 트랜잭션 1은 커밋, 2는 롤백 되는것 확인 가능.

지금까지는 각각 다른것.
그런데, 트랜잭션을 하고있는데, 그 안에서 트랜잭션이 발생하면?? 이것이 우리가 풀어야할 문제.

스프링 트랜잭션 전파3 - 전파 기본

트랜잭션을 각각 사용하는게 아니라,
트랜잭션 수행중, 트랜잭션이 시작하는 중첩 상황이면

1. 기존 트랜잭션과 별도의 트랜잭션 진행?
2. 기존 트랜잭션 그대로 이어받아 트랜잭선 수행?
   어떻게 동작할지 결정하는 것을 트랜잭션 전파(Propagation) 이라고 한다.
   스프링은 다양한 트랜잭션 전파 옵션을 제공한다.

지금 설명은 트랜잭션 전파 기본 옵션인 REQUIRED를 기준으로 설명.

• 스프링이 제공하는 트랜잭션 전파 기능에 대해 설명할 예정. (순수한 트랜잭션 자체에서 말하는 트랜잭션 전파도 있음)

외부 트랜잭션이 수행중인데, 내부 트랜잭션이 추가로 수행됨

• 외부 트랜잭션 수행중, 아직 끝나지 않았는데 내부 트랜잭선 수행.
• 둘중 상대적으로 밖에있으면 '외부' 라고 이름 붙임. 처음 시작된 트랜잭션이 외부 트랜잭션.
• 내부 트랜잭션은 외부 트랜잭션 수행 도중에 호출되기 때문에 내부에 있는 것 처럼 보여 내부 트랜잭션이라 지칭함.

• 스프링은 이런 경우 두 트랜잭션을 묶어 하나의 트랜잭션을 만들어줌.
• 내부 트랜잭션이 외부 트랜잭션에 참여하는 것 (기본 동작)
• 옵션을 통해 다른 동작 방식도 선택할 수 있음.

물리 트랜잭션, 논리 트랜잭션

• 스프링에선 이해를 돕기 위해 논리 트랜잭션, 물리 트랜잭션 이라는 개념으로 트랜잭션을 나눔.
• 논리 트랜잭션들은 하나의 물리 트랜잭션으로 묶인다.
• 물리 트랜잭션은 실제 커낵션을 통해서 트랜잭션 시작하고 커밋, 롤백 하는 단위. 실제 데이터베이스에 적용되는 트랜잭션임.
• 논리 트랜잭션은 트랜잭션 매니저를 통해 트랜잭션을 사용하는 단위 (트랜잭션 매니저에 트랜잭션 시작, 커밋, 롤백)
• 이런 논리 트랜잭션 개념은 트랜잭션 중첩의 경우에만 나타난다. (트랜잭션이 하나면 물리, 논리 개념이 있을 수 없음)
• 더 정확히 논리 트랜잭션은 REQUIRED 옵션을 사용한 경우에 나타남.

그럼 왜 이렇게 논리 트랜잭션과 물리 트랜잭션을 나누어 설명하는 것일까?
트랜잭션이 사용중일 때 또 다른 트랜잭션이 내부에 사용되면 여러가지 복잡한 상황이 발생한다. (로직2 에서 커밋, 롤백 하면 로직 1도 커밋, 롤백을 해야하나? 등등 복잡한 상황...)
이때 논리 트랜잭션 개념을 도입하면 다음과 같은 단순한 원칙을 만들 수 있다.

원칙
- 모든 논리 트랜잭션이 커밋되어야 물리 트랜잭션이 커밋된다.
- 하나의 논리 트랜잭션이라도 롤백되면 물리 트랜잭션은 롤백된다.

풀어서 설명하면 이렇게 된다. 모든 트랜잭션 매니저를 커밋해야 물리 트랜잭션이 커밋된다. 하나의 트랜잭션 매니저라도 롤백하면 물리 트랜잭션은 롤백된다.

실제 예제를 통해 이를 알아보자.

스프링 트랜잭션 전파4 - 전파 예제

1. 전체가 커밋되는 상황.

    @Test
    void inner_commit() {
        log.info("외부 트랜잭션 시작");
        TransactionStatus outer = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("outer.isNewTransaction()={}", outer.isNewTransaction()); // 이게 첫 트랜잭션이냐?

        log.info("내부 트랜잭션 시작");
        TransactionStatus inner = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("inner.isNewTransaction()={}", inner.isNewTransaction());
        log.info("내부 트랜잭션 커밋");
        txManager.commit(inner);

        log.info("외부 트랜잭션 커밋");
        txManager.commit(outer);
    }

• 외부 트랜잭션 수행중에 내부 트랜잭션 추가 수행.

• 외부 트랜잭션은 처음 수행된 트랜잭션이므로, 신규 트랜잭션 (isNewTransaction=true) 이 된다.

• 내부 트랜잭션은 신규 트랜잭션이 아니므로 isNewTransaction=false 가 된다.

• 내부 트랜잭션이 시작할때는 이미 외부 트랜잭션이 진행중인 상태. 이 경우 내부 트랜잭션은 외부 트랜잭션에 참여한다!

• 트랜잭션 참여

  • 내부 트랜잭션이 외부 트랜잭션에 참여 한다 라는 뜻은 내부 트랜잭션이 외부 트랜잭션을 그대로 이어 받아서 따른다는 뜻이다.
  • 외부 트랜잭션의 범위가 내부까지 넓어진다는 뜻
  • 외부에서 시작된 물리 트랜잭션의 범위가 내부 트랜잭션까지 넓어진다는 뜻.
  • 정리하면 외부 트랜잭션과 내부 트랜잭션이 하나의 물리 트랜잭션으로 묶이는 것

예제에서 외부트랜잭션과 내부 트랜잭션이 하나의 물리 트랜잭션으로 묶인다고 했다.
그런데 코드에선 커밋을 두번 호출했다.
트랜잭션은 기본적으로 하나의 커넥션에서 한번의 커밋만 호출할 수 있다. 커밋이나 롤백을 호출하면 해당 트랜잭션은 끝나버리기 때문.

txManager.commit(inner);
txManager.commit(outer);

스프링은 어떻게 어떻게 외부 트랜잭션과 내부 트랜잭션을 묶어서 하나의 물리 트랜잭션으로 묶어서 동작하게 하는지 자세히 알아보자.

실행 로그

Acquired Connection : 커낵션 획득
Switching JDBC Connection [...] to manual commit : 수동 커밋 (setAutoCommit = false) 를 한다는 뜻 즉 트랜잭션 시작.
Participating in existing transaction : 트랜잭션에 참여한다는 로그, 내부 트랜잭션 시작한다음 해당 로그가 나옴!
내부트랜잭션 커밋 로그 이후에 아무런 로그가 나오지 않음. -> 아무일도 하지 않는다!
외부 트랜잭션 커밋 이후에 실제 커밋 진행하고, 릴리즈 진행.

• 실행 결과를 보면 외부 트랜잭션을 시작하거나 커밋할 때는 DB 커넥션을 통한 물리 트랜잭션을 시작(manual commit )하고, DB 커넥션을 통해 커밋 하는 것을 확인할 수 있다. 그런데 내부 트랜잭션을 시작하거나 커밋할 때는 DB 커넥션을 통해 커밋하는 로그를 전혀 확인할 수 없다.
• 즉 외부 트랜잭션만 물리 트랜잭션을 시작하고, 커밋한다.
• 만약 내부 트랜잭션에서 물리 트랜잭션을 커밋해버리면 전체 트랜잭션이 끝나버리기 때문에, 처음 시작한 외부 트랜잭션까지 이어갈 수 없음.
• 따라서 내부 트랜잭션은 DB 커낵션을 통한 물리 트랜잭션을 커밋하면 안된다.
• 스프링은 이렇게 여러 트랜잭션이 함께 사용되는 경우, 처음 트랜잭션을 시작한 외부 트랜잭션이 실제 물리 트랜잭션을 관리하도록 한다. 이를 통해 트랜잭션 중복 커밋 문제를 해결한다.

이걸 그림으로 확인해보자.

요청 흐름 - 외부 트랜잭션

1. 외부 트랜잭션에서 txManager.getTransaction() 를 호출해서 외부 트랜잭션을 시작한다.
2. 트랜잭션 매니저는 데이터소스를 통해 커넥션을 생성한다. (커낵션 풀을 사용하는경우 커낵션을 요청해서 받아온다?)
3. 생성한 커넥션을 수동 커밋 모드(setAutoCommit(false) )로 설정한다. - 물리 트랜잭션 시작
4. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저에 커넥션을 보관한다.
5. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션을 생성한 결과를 TransactionStatus 에 담아서 반환함, 여기에 신규 트랜잭션 여부가 담겨있어 확인할 수 있음.
6. 로직1을 수행 (디비에 저장하기? 등) 커넥션이 필요한 경우 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 트랜잭션이 적용된 커넥션을 획득해 사용함.

요청 흐름 - 내부 트랜잭션
7. 내부 트랜잭션에서 txManager.getTransaction() 를 호출해서 내부 트랜잭션을 시작한다.
8. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저를 통해서 기존 트랜잭션이 존재하는지 확인한다. (이 로직은 항상 있음, 어떻게 확인할까???)
9. 기존 트랜잭션이 존재하므로 기존 트랜잭션에 참여한다. 기존 트랜잭션에 참여한다는 뜻은 사실 아무것도 하지 않는다는 뜻이다. (진짜 아무것도 하지 않는건 아니고, 물리 커넥션에 뭔가를 하지 않는다로 이해하자)
- 이미 기존 트랜잭션인 외부 트랜잭션에서 물리 트랜잭션을 시작했다. 그리고 물리 트랜잭션이 시작된 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 담아두었다.
- 따라서 이미 물리 트랜잭션이 진행중이므로 그냥 두면 이후 로직이 기존에 시작된 트랜잭션을 자연스럽게 사용하게 되는 것이다.
- 이후 로직은 자연스럽게 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 기존 커넥션을 사용하게 된다.
10. 마찬가지로 TransactionStatus 에 트랜잭션 생성 결과가 반환되는데, isNewTransaction 가 false 로 되어있음.
11. 로직2을 수행, 커낵션이 필요한 경우 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 트랜잭션이 적용된 커넥션을 획득해 사용함.

응답 흐름 - 내부 트랜잭션
12. 로직2가 끝나고 트랜잭션 매니저를 통해 내부 트랜잭션 커밋을 호출
13. 트랜잭션 매니저는 커밋 시점에 신규 트랜잭션 여부에 따라 다르게 동작, 여기선 isNewTransaction 가 false 이므로 실제 커밋을 호출하지 않는다. 실제 커넥션에 커밋이나 롤백을 호출하면 물리 트랜잭션이 끝나버린다. 아직 트랜잭션이 끝난 것이 아니기 때문에 실제 커밋을 호출하면 안된다. 물리 트랜잭션은 외부 트랜잭션을 종료할 때 까지 이어져야한다.

응답 흐름 - 외부 트랜잭션
14. 로직1이 끝나고 트랜잭션 매니저를 통해 외부 트랜잭션 커밋 호출
15. 여기선 isNewTransaction 가 true 이므로 외부 트랜잭션은 신규 트랜잭션이다. 따라서 DB 커넥션에 실제 커밋을 호출한다.
16. 트랜잭션 매니저에 커밋하는 것이 논리적인 커밋이라면, 실제 커넥션에 커밋하는 것을 물리 커밋이라 할 수 있다. 실제 데이터베이스에 커밋이 반영되고, 물리 트랜잭션도 끝난다.

내부 트랜잭션은 트랜잭션 시작할때 커넥션도 만들지 않고, 커밋도 하지 않음. 결국 다 외부에 맡긴다.
이것이 트랜잭션에 참여한다는 진짜 뜻.

** 핵심 정리 **

• 핵심은 트랜잭션 매니저에 커밋한다고 해서 실제 커넥션에 물리 커밋이 발생하지 않는다는 점이다.
• 신규 트랜잭션만 실제 커넥션을 사용하는 물리 커밋과 롤백 수행한다.
• 이렇게 트랜잭션이 내부에서 추가로 사용되면 트랜잭션 매니저 커밋이 항상 물리 커밋으로 이어지지 않는다.
• 그래서 논리 트랜잭션과 물리 트랜잭션이라는 개념으로 구분한다.
• 트랜잭션이 내부에서 추가로 사용되면, 트랜잭션 매니저를 통해 논리 트랜잭션을 관리하고, 모든 논리 트랜잭션이 커밋되면 물리 트랜잭션이 커밋된다고 이해하면 된다.

그러면.. 롤백이 로직1 에 있거나 로직2에 있거나 케이스가 여러가지 나올 것 같은데...?
다음 강의에서 모두 살펴볼 예정.