[spring 데이터 접근 핵심 원리 5] transaction - 2 (트랜잭션 동기화)

https://codenme.tistory.com/91

[spring 데이터 접근 핵심 원리] transaction, lock

위의 글에서 transaction에 관련한 코드를 jdbc로 구현하며, 아래와 같은 문제점들이 발생했다. 

트랜잭션 문제 예외 누수 문제 

JDBC 반복 문제

트랜잭션 문제

가장 큰 문제는 트랜잭션을 적용하면서 생긴 다음과 같은 문제들이다.

 

JDBC 구현 기술이 서비스 계층에 누수되는 문제
트랜잭션을 적용하기 위해 JDBC 구현 기술이 서비스 계층에 누수되었다. 
서비스 계층은 순수해야 한다. 구현 기술을 변경해도 서비스 계층 코드는 최대한 유지할 수 있어야 한다. (변화에 대응)

그래서 데이터 접근 계층에 JDBC 코드를 다 몰아두는 것이다.
물론 데이터 접근 계층의 구현 기술이 변경될 수도 있으니 데이터 접근 계층은 인터페이스를 제공하는 것이 좋다.

서비스 계층은 특정 기술에 종속되지 않아야 한다. 지금까지 그렇게 노력해서 데이터 접근 계층으로 JDBC 관련 코드를 모았는데, 트랜잭션을 적용하면서 결국 서비스 계층에 JDBC 구현 기술의 누수가 발생했다.

 

트랜잭션 동기화 문제
같은 트랜잭션을 유지하기 위해 커넥션을 파라미터로 넘겨야 한다.
이때 파생되는 문제들도 있다. 똑같은 기능도 트랜잭션용 기능과 트랜잭션을 유지하지 않아도 되는 기능으로 분리해야 한다.

 

트랜잭션 적용 반복 문제
트랜잭션 적용 코드를 보면 반복이 많다. try , catch , finally ...

 

예외 누수

데이터 접근 계층의 JDBC 구현 기술 예외가 서비스 계층으로 전파된다.
SQLException 은 체크 예외이기 때문에 데이터 접근 계층을 호출한 서비스 계층에서 해당 예외를 잡아서

처리하거나 명시적으로 throws 를 통해서 다시 밖으로 던져야한다.
SQLException 은 JDBC 전용 기술이다. 향후 JPA나 다른 데이터 접근 기술을 사용하면, 그에 맞는 다른

예외로 변경해야 하고, 결국 서비스 코드도 수정해야 한다.

스프링과 문제 해결

스프링은 서비스 계층을 순수하게 유지하면서, 지금까지 이야기한 문제들을 해결할 수 있는 다양한 방법과 기술들을 제공한다.

이번 글에선, 트랜잭션 동기화 문제를 스프링에서 어떻게 처리하는지 설명하겠다.

 

애플리케이션 구조

프레젠테이션 계층

UI와 관련된 처리 담당
웹 요청과 응답
사용자 요청을 검증
주 사용 기술: 서블릿과 HTTP 같은 웹 기술, 스프링 MVC

서비스 계층

비즈니스 로직을 담당

주 사용 기술: 가급적 특정 기술에 의존하지 않고, 순수 자바 코드로 작성

데이터 접근 계층

실제 데이터베이스에 접근하는 코드
주 사용 기술: JDBC, JPA, File, Redis, Mongo ...

순수한 서비스 계층

여기서 가장 중요한 곳은 어디일까? 바로 핵심 비즈니스 로직이 들어있는 서비스 계층이다. 시간이 흘러서 UI(웹)와 관련된 부분이 변하고, 데이터 저장 기술을 다른 기술로 변경해도, 비즈니스 로직은 최대한 변경없이 유지되어야 한다.
이렇게 하려면 서비스 계층을 특정 기술에 종속적이지 않게 개발해야 한다.

이렇게 계층을 나눈 이유도 서비스 계층을 최대한 순수하게 유지하기 위한 목적이 크다. 기술에 종속적인 부분은 프레젠테이션 계층, 데이터 접근 계층에서 가지고 간다.
프레젠테이션 계층은 클라이언트가 접근하는 UI와 관련된 기술인 웹, 서블릿, HTTP와 관련된 부분을 담당해준다. 그래서 서비스 계층을 이런 UI와 관련된 기술로부터 보호해준다. 예를 들어서 HTTP API 를 사용하다가 GRPC 같은 기술로 변경해도 프레젠테이션 계층의 코드만 변경하고, 서비스 계층은 변경하지 않아도 된다.

데이터 접근 계층은 데이터를 저장하고 관리하는 기술을 담당해준다. 그래서 JDBC, JPA와 같은 구체적인 데이터 접근 기술로부터 서비스 계층을 보호해준다. 예를 들어서 JDBC를 사용하다가 JPA 로 변경해도 서비스 계층은 변경하지 않아도 된다. 물론 서비스 계층에서 데이터 접근 계층을 직접 접근하는 것이 아니라, 인터페이스를 제공하고 서비스 계층은 이 인터페이스에 의존하는 것이 좋다. 그래야 서비스 코드의 변경 없이 JdbcRepository 를 JpaRepository 로 변경할 수 있다. ( repositoryImpl - repository(인터페이스) 분리 )

서비스 계층이 특정 기술에 종속되지 않기 때문에 비즈니스 로직을 유지보수 하기도 쉽고, 테스트 하기도 쉽다.
정리하자면 서비스 계층은 가급적 비즈니스 로직만 구현하고 특정 구현 기술에 직접 의존해서는 안된다. 이렇게 하면 향후 구현 기술이 변경될 때 변경의 영향 범위를 최소화 할 수 있다.

 

public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        //시작
        Member fromMember = memberRepository.findById(fromId);
        Member toMember = memberRepository.findById(toId);

        memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
        validation(toMember);
        memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
        //커밋, 롤백
    }

위와 같은 코드는 throws SQLException을 제외하면 순수 java 코드로만 구현된 서비스 메소드이다.

SQLException은 jdbc에 의존적인 예외이다. 즉, 만약 jdbc가 아닌, jpa를 사용하도록 코드가 변경되면 서비스 계층을 변경해야하는 것이다.

따라서 이와 같은 "에러 처리" 는 서비스 영역에서 처리하는 것이 아닌, repository 영역에서 처리하는 것이 좋다. 

 

 

  import javax.sql.DataSource;
  import java.sql.Connection;
  import java.sql.SQLException;
  @Slf4j
  @RequiredArgsConstructor
  public class MemberServiceV2 {
        private final DataSource dataSource;
      private final MemberRepositoryV2 memberRepository;
      public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws
  SQLException {
          Connection con = dataSource.getConnection();
          try {
con.setAutoCommit(false); //트랜잭션 시작 //비즈니스 로직
bizLogic(con, fromId, toId, money); con.commit(); //성공시 커밋
} catch (Exception e) { con.rollback(); //실패시 롤백
              throw new IllegalStateException(e);
          } finally {
              release(con);
          }
}
      private void bizLogic(Connection con, String fromId, String toId, int
  money) throws SQLException {
          Member fromMember = memberRepository.findById(con, fromId);
          Member toMember = memberRepository.findById(con, toId);
          memberRepository.update(con, fromId, fromMember.getMoney() - money);
          memberRepository.update(con, toId, toMember.getMoney() + money);
      }
}

 

트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작하는 것이 좋다.
그런데 문제는 트랜잭션을 사용하기 위해서 javax.sql.DataSource , java.sql.Connection , java.sql.SQLException 같은 JDBC 기술에 의존해야 한다는 점이다.
트랜잭션을 사용하기 위해 JDBC 기술에 의존한다. 결과적으로 비즈니스 로직보다 JDBC를 사용해서 트랜잭션을 처리하는 코드가 더 많다.
향후 JDBC에서 JPA 같은 다른 기술로 바꾸어 사용하게 되면 서비스 코드도 모두 함께 변경해야 한다. (JPA는 트랜잭션을 사용하는 코드가 JDBC와 다르다.)
핵심 비즈니스 로직과 JDBC 기술이 섞여 있어서 유지보수 하기 어렵다.

 

 

지금부터 스프링을 사용해서 우리 애플리케이션이 가진 문제들을 하나씩 해결해보자.

트랜잭션 추상화

 

구현 기술에 따른 트랜잭션 사용법

트랜잭션은 원자적 단위의 비즈니스 로직을 처리하기 위해 사용한다. 구현 기술마다 트랜잭션을 사용하는 방법이 다르다.

JDBC : con.setAutoCommit(false) 

JPA : transaction.begin()

구현 기술에 따라, 트랜잭션 코드가 바뀐다!

 

jdbc 트랜잭션 코드 예시

public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws
  SQLException {
      Connection con = dataSource.getConnection();
      try {
con.setAutoCommit(false); //트랜잭션 시작 //비즈니스 로직
bizLogic(con, fromId, toId, money); con.commit(); //성공시 커밋
} catch (Exception e) { con.rollback(); //실패시 롤백
          throw new IllegalStateException(e);
      } finally {
                release(con);
      }
}

 

JDBC 트랜잭션 의존

 

JDBC -> JPA 로 변경

이와같이, JDBC -> JPA 변경시, 기존의 Service로직이 영향을 받아 수정이 필요해진다.

따라서 "추상화" 를 통해서 Service 계층은 데이터 접근 게층의 작업을 인터페이스를 통해 받아오도록 하자.

 

ex

  public interface TxManager {
      begin();
commit();
      rollback();
  }

 

트랜잭션 추상화와 의존관계

서비스는 특정 트랜잭션 기술에 직접 의존하는 것이 아니라, TxManager 라는 추상화된 인터페이스에 의존한다. 이제 원하는 구현체를 DI를 통해서 주입하면 된다. 

EX) JDBC 트랜잭션 기능이 필요하면 JdbcTxManager 를 서비스에 주입하고, JPA 트랜잭션 기능으로 변경해야 하면 JpaTxManager 를 주입하면 된다.
클라이언트인 서비스는 인터페이스에 의존하고 DI를 사용한 덕분에 OCP 원칙을 지키게 되었다. 이제 트랜잭션을 사용하는 서비스 코드를 전혀 변경하지 않고, 트랜잭션 기술을 마음껏 변경할 수 있다.

 

 

PlatformTransactionManager 인터페이스와 구현체-> 줄여서 트랜잭션 매니저라고 묶어서 이야기한다.

스프링 트랜잭션 매니저의 역할

1) 트랜잭션 추상화

2)리소스 동기화: 트랜잭션의 사작~끝 까지 커넥션을 유지시킨다.

 

 

 

스프링의 트랜잭션 추상화

 

우리는 스프링이 제공하는 트랜잭션 추상화 기술을 사용하면 된다. 심지어 데이터 접근 기술에 따른 트랜잭션 구현체도 대부분 만들어두어서 가져다 사용하기만 하면 된다.

PlatformTransactionManager와 기술별 트랜잭션 구현체들

스프링 트랜잭션 추상화의 핵심은 PlatformTransactionManager 인터페이스이다. org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager

package org.springframework.transaction;
    public interface PlatformTransactionManager extends TransactionManager {
      TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition)
              throws TransactionException;
      void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
      void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
    }

getTransaction() : 트랜잭션을 시작한다.
이름이 getTransaction() 인 이유는 기존에 이미 진행중인 트랜잭션이 있는 경우 해당 트랜잭션에 참여할 수 있기 때문이다.

참고로 트랜잭션 참여, 전파에 대한 부분은 뒤에서 설명한다. 지금은 단순히 트랜잭션을 시작하는 것으로 이해하면 된다.

 

commit() : 트랜잭션을 커밋한다. rollback() : 트랜잭션을 롤백한다.

 

위와 같이 인터페이스가 존재하고, 해당 인터페이스의 구현체도 이미 전부 존재하기에, 적절한 구현체를 사용하기만 하면된다.

 

 

 

트랜잭션 동기화

트랜잭션은 시작~끝 에서 커넥션을 유지해야한다.( 같은 커넥션으로 동기화)

이전 글에선 파라미터로 커넥션을 전달했지만, 이 방법은 코드가 지저분해지고, 중복 메소드가 생기는 등의 단점이 존재한다.

 

이제 트랜잭션 매니저가 어떻게 트랜잭션 동기화를 수행하는지 알아보자.

 

트랜잭션 매니저와 트랜잭션 동기화 매니저

스프링은 트랜잭션 동기화 매니저를 제공한다.

트랜잭션 동기화 매니저: 트랜잭션 단위로 커넥션을 열고 닫는 것을 알아서 Manage 해준다.

 

이것은 쓰레드 로컬( ThreadLocal )을 사용해서 커넥션을 동기화해준다-> 쓰레드 로컬을 사용했기에 해당 쓰레드만 데이터에 접근 가능하기에 커넥션 동기화가 트랜잭션내에 올바르게 수행됨.

 

트랜잭션 매니저는 내부에서 이 트랜잭션 동기화 매니저를 사용한다.
트랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬을 사용하기 때문에 멀티쓰레드 상황에 안전하게 커넥션을 동기화 할 수 있다. 따라서 커넥션이 필요하면 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 커넥션을 획득하면 된다. 따라서 이전처럼 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다.

 

동작 방식을 간단하게 설명하면 다음과 같다.

1. 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 매니저는 데이터소스를 통해 커넥션을 만들고 트랜잭션을 시작한다.
2. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션이 시작된 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 보관한다.
3. 리포지토리는 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 꺼내서 사용한다. 따라서 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다.
4. 트랜잭션이 종료(commit 이나 rollback)되면 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 통해 트랜잭션을
   종료하고, 커넥션도 닫는다.org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationManager 종료하고, 커넥션도 닫는다.

 

트랜잭션 동기화 매니저

다음 트랜잭션 동기화 매니저 클래스를 열어보면 쓰레드 로컬을 사용하는 것을 확인할 수 있다. org.springframework.transaction.support.TransactionSynchronizationManager

 

참고
쓰레드 로컬을 사용하면 각각의 쓰레드마다 별도의 저장소가 부여된다. 따라서 해당 쓰레드만 해당

데이터에 접근할 수 있다.

 

트랜잭션 동기화 매니저에게 보관된 커넥션을 DataSource 인터페이스를 통해 꺼내는 것. 

public class MemberRepositoryV3 {
    public MemberRepositoryV3(DataSource dataSource) {// 생성자 주입
            this.dataSource = dataSource;
        }
    private final DataSource dataSource;

     private Connection getConnection() throws SQLException {
            //주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
            //Connection con = dataSource.getConnection(); 기존 코드
            Connection con = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
            log.info("get connection={}, class={}", con, con.getClass());
            return con;
        }
        
         private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {

            JdbcUtils.closeResultSet(rs);
            JdbcUtils.closeStatement(stmt); 
            //JdbcUtils.closeConnection(con); 여기서는 닫으면 안된다.
            //(커넥션 풀로 반환되어 트랜잭션 매니저가 관리 x, 트랜잭션 끝나고 닫아야한다.)

            //주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
            DataSourceUtils.releaseConnection(con, dataSource);
    }
}

커넥션을 파라미터로 전달하는 부분이 모두 제거되었다.

DataSourceUtils.getConnection()

getConnection() 에서 DataSourceUtils.getConnection() 를 사용하도록 변경된 부분을 특히 주의해야 한다.

DataSourceUtils.getConnection() 는 다음과 같이 동작한다.
- 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 있으면 해당 커넥션을 반환한다.
- 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 새로운 커넥션을 생성해서 반환한다.

 

DataSourceUtils.releaseConnection()
close() 에서 DataSourceUtils.releaseConnection() 를 사용하도록 변경된 부분을 특히 주의해야 한다. 

커넥션을 con.close() 를 사용해서 직접 닫아버리면 커넥션이 유지되지 않는 문제가 발생한다. 이 커넥션은 이후 로직은 물론이고, 트랜잭션을 종료(커밋, 롤백)할 때 까지 살아있어야 한다.

DataSourceUtils.releaseConnection() 을 사용하면 커넥션을 바로 닫는 것이 아니다. 트랜잭션을 사용하기 위해 동기화된 커넥션은 커넥션을 닫지 않고 그대로 유지해준다. 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 해당 커넥션을 닫는다.

 

이제 트랜잭션 매니저를 사용하는 서비스 코드를 작성해보자.

@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV3_1 {

	//private final DataSource dataSource;  -> jdbc에 의존적인 코드, 제거한다
    private final PlatformTransactionManager transactionManager;//트랜잭션 매니저 가져오기
    //PlatformTransactionManager 는 인터페이스, 적절한 구현체를 가지고오게 설정한다.
    
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        //트랜잭션 시작
        TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
        try {
            //비즈니스 로직
            bizLogic(fromId, toId, money);
            transactionManager.commit(status); //성공시 커밋
        } catch (Exception e) {
            transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }
........
}

이제 "트랜잭션 유지를 위해 커넥션을 유지시키는 코드" 를 없애고, 트랜잭션 매니저에게 해당 역할을 위임할 수 있다.

 

private final PlatformTransactionManager transactionManager
트랜잭션 매니저를 주입 받는다. 지금은 JDBC 기술을 사용하기 때문에 DataSourceTransactionManager 구현체를 주입 받아야 한다.
물론 JPA 같은 기술로 변경되면 JpaTransactionManager 를 주입 받으면 된다.

transactionManager.getTransaction()

트랜잭션을 시작한다.

TransactionStatus status 를 반환한다. 현재 트랜잭션의 상태 정보가 포함되어 있다. 이후 트랜잭션을 커밋, 롤백할 때 필요하다.

new DefaultTransactionDefinition()
트랜잭션과 관련된 옵션을 지정할 수 있다. 자세한 내용은 뒤에서 설명한다. 

 

transactionManager.commit(status)
트랜잭션이 성공하면 이 로직을 호출해서 커밋하면 된다. 

 

transactionManager.rollback(status)
문제가 발생하면 이 로직을 호출해서 트랜잭션을 롤백하면 된다.

 

 

코드 OverView ( 주석 참고 )

 public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        //트랜잭션 시작
        TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
        // 트랜잭션 매니저는 데이터 소스를 알고 있다. 이를 기반으로 커넥션 획득 후, auto-commit=false 로 설정

        try {
            bizLogic(fromId, toId, money);//비즈니스 로직 수행
            transactionManager.commit(status); //성공시 커밋
            //커밋 하고, 리소스를 릴리즈하고, 트랜잭션 매니저에서 커넥션 제거.
            
            
        } catch (Exception e) {
            transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
             //롤백 하고, 리소스를 릴리즈하고, 트랜잭션 매니저에서 커넥션 제거.
            throw new IllegalStateException(e);
        }

    }


 private void bizLogic(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        Member fromMember = memberRepository.findById(fromId); //find by id 사용
        .....
 }


 public Member findById(String memberId) throws SQLException {
        .....

        con = getConnection();
        
        
        .....
 }
 
 private Connection getConnection() throws SQLException {
        //주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야 한다.
        //Connection con = dataSource.getConnection(); 기존 코드
        Connection con = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
        //dataSourceUtils.getConnection으로 트랜잭션 매니저에서 커넥션 가져온다. 
        
        log.info("get connection={}, class={}", con, con.getClass());
        return con;
    }

 

 

그림으로 트랜잭션 매니저의 전체 동작 흐름을 자세히 이해해보자.

클라이언트의 요청으로 서비스 로직을 실행한다.
1. 서비스 계층에서 transactionManager.getTransaction() 을 호출해서 트랜잭션을 시작한다.
2. 트랜잭션을 시작하려면 먼저 데이터베이스 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 매니저는 내부에서 데이터소스를
사용해서 커넥션을 생성한다.
3. 커넥션을 수동 커밋 모드로 변경해서 실제 데이터베이스 트랜잭션을 시작한다.

4. 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 보관한다.
5. 트랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬에 커넥션을 보관한다. 따라서 멀티 쓰레드 환경에 안전하게
커넥션을 보관할 수 있다. 

 

트랜잭션 매니저2 - 로직 실행

6. 서비스는 비즈니스 로직을 실행하면서 리포지토리의 메서드들을 호출한다. 이때 커넥션을 파라미터로 전달하지 않는다.
7. 리포지토리 메서드들은 트랜잭션이 시작된 커넥션이 필요하다. 리포지토리는 DataSourceUtils.getConnection() 을 사용해서 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 꺼내서 사용한다. 이 과정을 통해서 자연스럽게 같은 커넥션을 사용하고, 트랜잭션도 유지된다.
8. 획득한 커넥션을 사용해서 SQL을 데이터베이스에 전달해서 실행한다.

 

 

트랜잭션 매니저3 - 트랜잭션 종료

9. 비즈니스 로직이 끝나고 트랜잭션을 종료한다. 트랜잭션은 커밋하거나 롤백하면 종료된다.
10. 트랜잭션을 종료하려면 동기화된 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 동기화된 커넥션을
획득한다.
11. 획득한 커넥션을 통해 데이터베이스에 트랜잭션을 커밋하거나 롤백한다.
12. 전체 리소스를 정리한다.
- 트랜잭션 동기화 매니저를 정리한다. 쓰레드 로컬은 사용후 꼭 정리해야 한다.

- con.setAutoCommit(true) 로 되돌린다. 커넥션 풀을 고려해야 한다.
- con.close() 를 호출해셔 커넥션을 종료한다. 커넥션 풀을 사용하는 경우 con.close() 를
호출하면 커넥션 풀에 반환된다.

정리
- 트랜잭션 추상화 덕분에 서비스 코드는 이제 JDBC 기술에 의존하지 않는다.
- 이후 JDBC에서 JPA로 변경해도 서비스 코드를 그대로 유지할 수 있다.
- 기술 변경시 의존관계 주입만 DataSourceTransactionManager 에서 JpaTransactionManager 로 변경해주면 된다.
- java.sql.SQLException 이 아직 남아있지만 이 부분은 뒤에 예외 문제에서 해결하자. 

- 트랜잭션 동기화 매니저 덕분에 커넥션을 파라미터로 넘기지 않아도 된다.

 

 

트랜잭션 템플릿

트랜잭션 관련 코드는 중복이 많다. 트랜잭션 기능을 템플릿화하여, 실제 서비스 구현에만 집중하도록

TransactionTemplate이란 트랜잭션 템플릿이 존재.

 

 

위와 같이 중복되는 코드들을 아래와 같이 템플릿으로 대체 가능하다.

 

@Slf4j
public class MemberServiceV3_2 {

    private final TransactionTemplate txTemplate;
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    public MemberServiceV3_2(PlatformTransactionManager transactionManager, MemberRepositoryV3 memberRepository) {
        this.txTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager); //템플릿에 트랜잭션 매니저 주입
        this.memberRepository = memberRepository; //
    }

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        txTemplate.executeWithoutResult((status) -> { //반환 값이 없는 bizLogic 이기에 WithOutResult로 실행

            //비즈니스 로직
            try {
                bizLogic(fromId, toId, money);
            } catch (SQLException e) {
                throw new IllegalStateException(e);
            }
        });
    }

트랜잭션 템플릿 덕분에 트랜잭션을 시작하고, 커밋하거나 롤백하는 코드가 모두 제거되었다. 

트랜잭션 템플릿의 기본 동작은 다음과 같다.
- 비즈니스 로직이 정상 수행되면 커밋한다.
- 언체크 예외가 발생하면 롤백한다. 그 외의 경우 커밋한다. (체크 예외의 경우에는 커밋하는데, 이 부분은 뒤에서 설명한다.)
- 코드에서 예외를 처리하기 위해 try~catch 가 들어갔는데, bizLogic() 메서드를 호출하면 SQLException 체크 예외를 넘겨준다. 해당 - 람다에서 체크 예외를 밖으로 던질 수 없기 때문에 언체크 예외로 바꾸어 던지도록 예외를 전환했다.

 

 

정리

트랜잭션 템플릿 덕분에, 트랜잭션을 사용할 때 반복하는 코드를 제거할 수 있었다.
하지만 이곳은 서비스 로직인데 비즈니스 로직 뿐만 아니라 트랜잭션을 처리하는 기술 로직이 함께 포함되어 있다.
애플리케이션을 구성하는 로직을 핵심 기능과 부가 기능으로 구분하자면 서비스 입장에서 비즈니스 로직은 핵심 기능이고, 트랜잭션은 부가 기능이다.
이렇게 비즈니스 로직과 트랜잭션을 처리하는 기술 로직이 한 곳에 있으면 두 관심사를 하나의 클래스에서 처리하게 된다. 결과적으로 코드를 유지보수하기 어려워진다.
서비스 로직은 가급적 핵심 비즈니스 로직만 있어야 한다. 하지만 트랜잭션 기술을 사용하려면 어쩔 수 없이 트랜잭션 코드가 나와야 한다. 어떻게 하면 이 문제를 해결할 수 있을까?

 

 

 

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 AOP 이해

지금까지 트랜잭션을 편리하게 처리하기 위해서 트랜잭션 추상화도 도입하고, 추가로 반복적인 트랜잭션 로직을 해결하기 위해 트랜잭션 템플릿도 도입했다.
트랜잭션 템플릿 덕분에 트랜잭션을 처리하는 반복 코드는 해결할 수 있었다. 하지만 서비스 계층에 순수한 비즈니스 로직만 남긴다는 목표는 아직 달성하지 못했다.

이럴 때 스프링 AOP를 통해 프록시를 도입하면 문제를 깔끔하게 해결할 수 있다.

>  @Transactional 을 사용하면 스프링이 AOP를 사용해서 트랜잭션을 편리하게 처리해준다.

 

 

 프록시 도입 전에는, 기존처럼 서비스의 로직이 트랜잭션을 직접 시작한다.

Ex)

//트랜잭션 시작
TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());
try {
//비즈니스 로직
bizLogic(fromId, toId, money); transactionManager.commit(status); //성공시 커밋
} catch (Exception e) { transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
      throw new IllegalStateException(e);
  }

 

트랜잭션 도입 후

 

 

트랜잭션 프록시 코드 예시

 

프록시

  public class TransactionProxy {
      private MemberService target;
public void logic() { //트랜잭션 시작
          TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(..);
          try {
//실제 대상 호출 target.logic();
transactionManager.commit(status); //성공시 커밋 } catch (Exception e) {
transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
            throw new IllegalStateException(e);
          }
} }

서비스 클래스

  public class Service {
      public void logic() {
//트랜잭션 관련 코드 제거, 순수 비즈니스 로직만 남음
          bizLogic(fromId, toId, money);
      }
}

위와 같이, 순수하게 서비스 로직에만 집중할 수 있다.

 

 

스프링이 제공하는 트랜잭션 AOP
스프링이 제공하는 AOP 기능을 사용하면 프록시를 매우 편리하게 적용할 수 있다. 스프링 부트를 사용하면 트랜잭션 AOP를 처리하기 위해 필요한 스프링 빈들도 자동으로 등록해준다.
개발자는 트랜잭션 처리가 필요한 곳에 @Transactional 애노테이션만 붙여주면 된다. 스프링의 트랜잭션 AOP는 이 애노테이션을 인식해서 트랜잭션 프록시를 적용해준다.

 참고
> 스프링 AOP를 적용하려면 어드바이저, 포인트컷, 어드바이스가 필요하다

( @Aspect , @Advice , @Pointcut ,....)

. 스프링은 트랜잭션 AOP 처리를
위해 다음 클래스를 제공한다. 스프링 부트를 사용하면 해당 빈들은 스프링 컨테이너에 자동으로 등록된다. >
> 어드바이저: BeanFactoryTransactionAttributeSourceAdvisor
> 포인트컷: TransactionAttributeSourcePointcut
> 어드바이스: TransactionInterceptor

 

 

@Transactional

 

@Transactional 애노테이션은 메서드에 붙여도 되고, 클래스에 붙여도 된다.

클래스에 붙이면 외부에서 호출 가능한 public 메서드가 AOP 적용 대상이 된다.

 

 

선언적 트랜잭션 관리(Declarative Transaction Management)
@Transactional 애노테이션 하나만 선언해서 매우 편리하게 트랜잭션을 적용하는 것을 선언적

트랜잭션 관리라 한다.
선언적 트랜잭션 관리는 과거 XML에 설정하기도 했다. 이름 그대로 해당 로직에 트랜잭션을 적용하겠다 라고 어딘가에 선언하기만 하면 트랜잭션이 적용되는 방식이다.

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

선언적 트랜잭션 관리가 프로그래밍 방식에 비해서 훨씬 간편하고 실용적이기 때문에 실무에서는 대부분 선언적 트랜잭션 관리를 사용한다.
프로그래밍 방식의 트랜잭션 관리는 스프링 컨테이너나 스프링 AOP 기술 없이 간단히 사용할 수 있지만 실무에서는 대부분 스프링 컨테이너와 스프링 AOP를 사용하기 때문에 거의 사용되지 않는다. 프로그래밍 방식 트랜잭션 관리는 테스트 시에 가끔 사용될 때는 있다.

정리

스프링이 제공하는 선언적 트랜잭션 관리 덕분에 드디어 트랜잭션 관련 코드를 순수한 비즈니스 로직에서 제거할 수 있었다.

@Transactional 애노테이션 하나만 추가하면, 스프링 트랜잭션 AOP가 자동으로 처리해준다.

 

 

 

 이런식으로 어노테이션을 붙이면, accountTransfer 메소드를 전부 중에 실패하게 되는 경우 rollback, 성공하는 경우 commit을 수행하는 것이다.

@Transactional
    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        bizLogic(fromId, toId, money);
    }

 

 

 

트랜잭션 AOP 정리

 

@Transactional 어노테이션을 통한 Spring의 트랜잭션 AOP의 흐름

 

-AOP 프록시 호출

- 프록시는 트랜잭션 매니저(스프링 빈으로 등록된 트랜잭션 매니저를 가져온다)를 통해 트랜잭션을 시작[transactionManager.getTransaction()  ].

-트랜잭션 매니저는 데이터 소스를 통해 커넥션을 생성하고, 수동 커밋 모드로 변경한다. 그리고 트랜잭션 동기화 매니저에 커넥션을 보관한다.

- AOP에서 실제 서비스 로직을 호출 

- 서비스 로직은 리포지토리 로직을 호출한다.

- 리포지토리는 DB접근시, 트랜잭션 동기화 매니저에서 보관된 커넥션을 가지고온다.

-커넥션을 모두 사용하고 나서( 트랜잭션 종료 시점) 커넥션을 닫고 커넥션 풀에 커넥션을 반환한다.

 

 

선언적 트랜잭션 관리 VS 프로그래밍 방식 트랜잭션 관리 (실무에선 대부분 이거만 사용)

선언적 트랜잭션 관리: @Transactional 로 선언 하여 사용

 

프로그래밍 방식의 트랜잭션

- 트랜잭션 매니저 또는 트랜잭션 템플릿으로 트랜잭션 코드를 직접 구현한다.

 

 

스프링 부트의 자동 리소스 등록

기존에는 데이터 소스, 트랜잭션 매니저를 직접 아래와 같이 스프링 빈으로 등록해야했다.

 

  @TestConfiguration
  static class TestConfig {
      @Bean
      DataSource dataSource() {
          return new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
      }
      @Bean
      PlatformTransactionManager transactionManager() {
          return new DataSourceTransactionManager(dataSource());
      }
      @Bean
      MemberRepositoryV3 memberRepositoryV3() {
          return new MemberRepositoryV3(dataSource());
      }
      @Bean
      MemberServiceV3_3 memberServiceV3_3() {
          return new MemberServiceV3_3(memberRepositoryV3());
      }
}

 

  @Bean
  DataSource dataSource() {
     return new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
  }
  @Bean
  PlatformTransactionManager transactionManager() {
      return new DataSourceTransactionManager(dataSource());
  }

 

 

 

하지만 스프링을 사용하면, 이처럼 데이터소스, 트랜잭션 매니저를 자동으로 등록해준다.

(단, 위 코드와 같이 데이터소스와 트랜잭션 매니저를 직접 등록하면 스프링 부트는 데이터소스와 트랜잭션 매니저를 자동으로 등록하지 않는다.)

 

이번에는 스프링 부트가 제공하는 자동 등록을 이용해서 데이터소스와 트랜잭션 매니저를 편리하게 적용해보자

 

데이터소스 - 자동 등록
스프링 부트는 데이터소스( DataSource )를 스프링 빈에 자동으로 등록한다.
자동으로 등록되는 스프링 빈 이름: dataSource
참고로 개발자가 직접 데이터소스를 빈으로 등록하면 스프링 부트는 데이터소스를 자동으로 등록하지 않는다.

이때 스프링 부트는 다음과 같이 application.properties 에 있는 속성을 사용해서 DataSource 를 생성한다. 그리고 스프링 빈에 등록한다.

  spring.datasource.url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test
  spring.datasource.username=sa
  spring.datasource.password=

스프링 부트가 기본으로 생성하는 데이터소스는 커넥션풀을 제공하는 HikariDataSource 이다.

커넥션풀과 관련된 설정도 application.properties 를 통해서 지정할 수 있다.

spring.datasource.url 속성이 없으면 내장 데이터베이스(메모리 DB)를 생성하려고 시도한다.

 

트랜잭션 매니저 - 자동 등록
스프링 부트는 적절한 트랜잭션 매니저( PlatformTransactionManager )를 자동으로 스프링 빈에 등록한다.
자동으로 등록되는 스프링 빈 이름: transactionManager
참고로 개발자가 직접 트랜잭션 매니저를 빈으로 등록하면 스프링 부트는 트랜잭션 매니저를 자동으로 등록하지 않는다.

어떤 트랜잭션 매니저를 선택할지는 현재 등록된 라이브러리를 보고 판단하는데, JDBC를 기술을 사용하면 DataSourceTransactionManager 를 빈으로 등록하고, JPA를 사용하면 JpaTransactionManager 를 빈으로 등록한다. 둘다 사용하는 경우 JpaTransactionManager 를 등록한다. 참고로 JpaTransactionManager 는 DataSourceTransactionManager 가 제공하는 기능도 대부분 지원한다.

 

정리

 스프링은 application.properties 를 통해 설정한 값을 기반으로, 적절한 트랜잭션, DataSource 빈을 자동으로 등록해준다.

 

 

총정리

 

트랜잭션 로직을 단순히 구현할 경우, jdbc에 의존적이다. 또한 다음과 같은 문제들이 있다.

- 트랜잭션 동기화 문제

- 예외 누수 문제

- JDBC 반복 문제

 

이번글에선 트랜잭션 동기화 문제에 대해 알아봤다.

 

아래와 같은 개선 방식들이 있었다.

 

- 트랜잭션 추상화( DIP , 기술을 바꿔도 Service가 불변하도록)

 

-  트랜잭션 매니저- 트랜잭션 동기화 매니저에서 커넥션 관리: 커넥션을 파라미터로 전달하는 방식은 비효율적)

트랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬(해당 쓰레드만 데이터에 접근 가능) 을 사용해서 리소스 동기화를 안전하게 수행해준다.

 

-하지만, 여전히 Service 코드에서 트랜잭션 로직을 사용하면, 중복 코드가 많기에, 트랜잭션 템플릿을 통해 반복 코드를 제거했다.

 

-마지막으로, Service 로직에서 Transaction 코드를 완전히 제거하여 관심사를 분리하기 위해, 트랜잭션 AOP를 생성했는데,

 @Transactional로 스프링에서 지원하는 트랜잭션 AOP를 사용할 수 있다.