[ JPA ] 영속성 컨텍스트란?

영속성 컨텍스트란?

영속성 컨텍스트(Persistence Context)는 JPA에서 Server와 데이터 베이스 사이에 엔티티를 영구 저장하는 환경이자 논리적인 영역입니다.

다음은 EntityManager에 관한 자바 공식 문서의 설명입니다.

An EntityManager instance is associated with a persistence context. 
A persistence context is a set of entity instances in which for any 
persistent entity identity there is a unique entity instance.
Within the persistence context, the entity instances and their lifecycle are managed. 
The EntityManager API is used to create and remove persistent entity instances, 
to find entities by their primary key, and to query over entities.

출처 : https://docs.oracle.com/javaee/7/api/javax/persistence/EntityManager.html

EntityManager (Java(TM) EE 7 Specification APIs)

 

공식 문서의 설명을 보게 되면 영속성 컨텍스트는 Entity Manager를 통해 영속성 컨텍스트에 접근 할 수 있습니다.

또한 영속성 컨텍스트 내에서 엔티티의 인스턴스와 수명 주기가 관리된다고 하고 있습니다.

그럼 어떻게 영속성 컨텍스트가 엔티티와 수명 주기를 관리하는지 알아보도록 하겠습니다.

 

 

EntityManager와 EntityManagerFactory

EntityManagerFactory

엔티티 매니저 팩토리는 엔티티 매니저를 관리하기 위한 객체입니다.

애플리케이션이 실행될 때 생성되며 하나의 엔티티 매니저 팩토리는 애플리케이션 전체에서 공유됩니다.

서로 다른 스레드가 동시 접근해도 안전합니다.

하나의 엔티티 매니저 팩토리가 여러개의 EntityManager를 생성하는 등 관리를 합니다.

EntityManager

엔티티 매니저는 엔티티 매니저 팩토리에서 생성되며, 엔티티를 저장, 수정, 삭제, 조회 등의 엔티티와 관련된 모든 일을 처리합니다.

이름 그대로 엔티티 관리자의 역할을 수행하므로 가상의 데이터베이스라고 생각하셔도 됩니다.

엔티티 매니저는 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시성 문제가 발생하므로 스레드 간에 공유는 절대 불가합니다.

엔티티의 생명주기

영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티에는 생명주기가 다음과 같이 4단계가 있습니다.

• 비영속(new/transient): 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
  • 객체를 생성했지만, 영속성 컨텍스트에 저장하지 않은 상태입니다.

• 영속(managed): 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
  • 엔티티 매니저를 통해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한 상태이며, 영속성 컨텍스트에 의해 관리되고 있습니다.

• 준영속(detached): 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
  • 영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 더이상 관리하지 않으면 준영속 상태가 됩니다.
  • 특정 엔티티를 준영속 상태로 만드려면 em.datach()를 호출하면 된다.

• 삭제(removed): 삭제된 상태
  • 엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제합니다.

 

영속성 컨텍스트

다시 영속성 컨텍스트의 의미는 엔티티를 영구 저장하는 환경입니다.

EntityManager로 엔티티를 조회하거나, 저장하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리합니다.

entityManager.persist(member);

다음과 같은 코드는 JPA를 사용할 때 DB에 저장하는 기능을 합니다.

하지만 정확하게 말하자면 DB에 저장을 하는 것이 아니라,

엔티티 매니저를 사용해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한다. 는 것이 정확합니다.

이러한 영속성 컨텍스트를 사용함으로써 얻는 장점이 다양하게 있습니다.

1차 캐시 및 동일성 보장

영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있습니다. (id, instance) 형식의 맵을 가지고 엔티티들이 저장됩니다.

 

em.persist(member)로 member가 영속성 컨텍스트에 저장되면, 영속성 컨텍스트의 1차 캐시에 이를 담게 됩니다.

이후에 조회를 하게 된다면, DB에 접근하기 전에 1차 캐시에서 먼저 조회를 하게됩니다.

캐시가 있다면, DB에 접근하지 않고 1차 캐시에 있는 정보를 반환하고, 없다면 DB에서 찾은 후에 1차 캐시에 저장한 후에 반환합니다.

이러한 1차 캐시의 특징 때문에 같은 엔티티 조회를 반복해서 호출하더라도, 1차 캐시에 있는 같은 인스턴스를 반환합니다. 그러므로 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장하게 됩니다.

※ entityManager는 트랜잭션 후에 삭제하기 때문에 하나의 트랜잭션에서만 1차 캐시가 유지되므로 생각보다 큰 성능 향상을 기대하기는 어렵습니다.

쓰기 지연

tx.begin();

em.persist(member1);
em.persist(member2);

// ---- 1 ----
em.flush();
// ---- 2 ----

tx.commit();

다음과 같이 영속성 컨텍스트에 member1과 member2를 저장하는 코드가 있습니다.

순차적으로 보면 em.persist(member1)이 실행되면 바로 DB에 저장 될 것 같지만 실제로는 em.flush()가 실행 된 후에 2번 영역에서 DB에 저장이 됩니다.

1번 영역까지는 DB로 쿼리를 보내지 않고, 1차 캐시에만 Entity가 저장됩니다.

후에 트랜잭션을 commit하거나, 컨텍스트 버퍼를 비우는 flush()를 명령할 때 DB로 쿼리가 넘어가게 됩니다.

변경감지(Dirty Checking)

JPA로 엔티티를 수정할 때는 단순히 엔티티를 조회해서 데이터를 변경하면 됩니다.

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();
transaction.begin();

Member member = em.find(Member.class, "member1");
member.setName("froot");

transaction.commit();

다음과 같이 member1을 조회 해온 뒤에 자바 컬렉션을 다루듯이 setName() 메서드를 통해서 데이터만 바꾸게 되면 DB에 반영이 됩니다.

이렇게 엔티티의 변경사항을 DB에 자동으로 반영하는 기능을 변경 감지(Dirty Checking)이라고 합니다.

변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티만 적용됩니다.

변경감지의 흐름은 다음과 같습니다.

1. 트랙잭션을 커밋하면 엔티티 매니저 내부에서 먼저 플러시가 호출된다.
2. 엔티티와 스냅샷을 비교하여 변경된 엔티티를 찾는다.
3. 변경된 엔티티가 있으면 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 저장한다.
4. 쓰기 지연 저장소의 SQL을 플러시한다.
5. 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다.