스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리
  1. Spring db 기본원리(1) Jdbc 이해
  2. Spring db 기본원리(2) 커넥션 풀과 데이터소스 이해
  3. Spring db 기본원리(3) 트랜젝션 이해
  4. Spring db 기본원리(4) 스프링과 문제 해결 트랜잭션
  5. Spring db 기본원리(1) 자바 예외 이해
  6. Spring db 기본원리(2) 스프링과 문제해결 예외처리, 반복
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0. 트랜잭션 - 개념 이해

  • 데이터를 저장할 때 단순히 파일에 저장해도 되는데, 데이터베이스에 저장하는 이유는 무엇일까?

여러가지 이유가 있지만, 가장 대표적인 이유는 바로 데이터베이스는 트랜잭션이라는 개념을 지원하기 때문이다.

  • 트랜잭션은 하나의 거래를 안전하게 처리하도록 보장해주는 것을 뜻한다.

예시

  • 계좌이체라는 거래는 이렇게 2가지 작업이 합쳐져서 하나의 작업처럼 동작해야 한다.
  • 만약 1번은 성공했는데 2번에서 시스템에 문제가 발생하면 계좌이체는 실패하고, A의 잔고만 5000원 감소하는 심각한 문제가 발생한다.
  • 데이터베이스가 제공하는 트랜잭션 기능을 사용하면 1,2 둘다 함께 성공해야 저장하고, 중간에 하나라도 실패하면 거래 전의 상태로 돌아갈 수 있다.
  • 만약 1번은 성공했는데 2번에서 시스템에 문제가 발생하면 계좌이체는 실패하고, 거래 전의 상태로 완전히 돌아갈 수 있다. 결과적으로 A의 잔고가 감소하지 않는다.
  • 모든 작업이 성공해서 데이터베이스에 정상 반영하는 것을 커밋( Commit )이라 하고, 작업 중 하나라도 실패해서 거래 이전으로 되돌리는 것을 롤백( Rollback )이라 한다.

트랜잭션 ACID

  • 트랜잭션은 ACID(http://en.wikipedia.org/wiki/ACID)라 하는 원자성(Atomicity), 일관성 (Consistency), 격리성(Isolation), 지속성(Durability)을 보장해야 한다.
  • 원자성: 트랜잭션 내에서 실행한 작업들은 마치 하나의 작업인 것처럼 모두 성공 하거나 모두 실패해야 한다.
  • 일관성: 모든 트랜잭션은 일관성 있는 데이터베이스 상태를 유지해야 한다. 예를 들어 데이터베이스에서 정한 무결성 제약 조건을 항상 만족해야 한다.
  • 격리성: 동시에 실행되는 트랜잭션들이 서로에게 영향을 미치지 않도록 격리한다. 예를 들어 동시에 같은 데이터를 수정하지 못하도록 해야 한다. 격리성은 동시성과 관련된 성능 이슈로 인해 트랜잭션 격리 수준 (Isolation level)을 선택할 수 있다.
  • 지속성: 트랜잭션을 성공적으로 끝내면 그 결과가 항상 기록되어야 한다. 중간에 시스템에 문제가 발생해도 데이터베이스 로그 등을 사용해서 성공한 트랜잭션 내용을 복구해야 한다.

문제는 격리성인데 트랜잭션 간에 격리성을 완벽히 보장하려면 트랜잭션을 거의 순서대로 실행해야 한다. 이렇게 하면 동시 처리 성능이 매우 나빠진다. 이런 문제로 인해 ANSI 표준은 트랜잭션의 격리 수준을 4단계로 나누어 정의했다.

트랜잭션 격리 수준

  • Isolation level READ UNCOMMITED(커밋되지 않은 읽기)
  • READ COMMITTED(커밋된 읽기)
  • REPEATABLE READ(반복 가능한 읽기)
  • SERIALIZABLE(직렬화 가능)

강의에서는 일반적으로 많이 사용하는 READ COMMITTED(커밋된 읽기) 트랜잭션 격리 수준을 기준으로 설명한다

1. 데이터베이스 연결 구조와 DB 세션

  • 트랜잭션을 더 자세히 이해하기 위해 데이터베이스 서버 연결 구조와 DB 세션에 대해 알아보자.

데이터베이스 연결 구조1

  • image-20230317161555555

  • 사용자는 웹 애플리케이션 서버(WAS)나 DB 접근 툴 같은 클라이언트를 사용해서 데이터베이스 서버에 접근할 수 있다. 클라이언트는 데이터베이스 서버에 연결을 요청하고 커넥션을 맺게 된다. 이때 데이터베이스 서버는 내부에 세션이라는 것을 만든다. 그리고 앞으로 해당 커넥션을 통한 모든 요청은 이 세션을 통해서 실행하게 된다.
  • 쉽게 이야기해서 개발자가 클라이언트를 통해 SQL을 전달하면 현재 커넥션에 연결된 세션이 SQL을 실행한다.
  • 세션은 트랜잭션을 시작하고, 커밋 또는 롤백을 통해 트랜잭션을 종료한다. 그리고 이후에 새로운 트랜잭션을 다시 시작할 수 있다.
  • 사용자가 커넥션을 닫거나, 또는 DBA(DB 관리자)가 세션을 강제로 종료하면 세션은 종료된다.

데이터베이스 연결 구조2

  • image-20230317161636864
  • 커넥션 풀이 10개의 커넥션을 생성하면, 세션도 10개 만들어진다.

2. 트랜잭션 - DB 예제1 - 개념 이해

  • 설명 내용은 개념 이해를 돕기 위함이며 구체적인 실제 구현 방식은 DB 마다 다르다.

트랜잭션 사용방법

  • 데이터 변경 쿼리를 실행하고 데이터베이스에 그 결과를 반영하려면 커밋 명령어인 commit 을 호출하고, 결과를 반영하고 싶지 않으면 롤백 명령어인 rollback 을 호출하면 된다.
  • 커밋을 호출하기 전까지는 임시로 데이터를 저장하는 것이다. 따라서 해당 트랜잭션을 시작한 세션(사용자) 에게만 변경 데이터가 보이고 다른 세션(사용자)에게는 변경 데이터가 보이지 않는다.
  • 등록, 수정, 삭제 모두 같은 원리로 동작한다. (등록, 수정, 삭제는 간단히 변경이라는 단어로 표현)

기본 데이터

  • image-20230317163255430

  • 세션1, 세션2 둘다 가운데 있는 기본 테이블을 조회하면 해당 데이터가 그대로 조회된다.

세션1 신규 데이터 추가

  • image-20230317163314178

  • 세션1은 트랜잭션을 시작하고 신규 회원1, 신규 회원2를 DB에 추가했다. 아직 커밋은 하지 않은 상태이다.

  • 새로운 데이터는 임시 상태로 저장된다.

  • 세션1은 select 쿼리를 실행해서 본인이 입력한 신규 회원1, 신규 회원2를 조회할 수 있다.

  • 세션2는 select 쿼리를 실행해도 신규 회원들을 조회할 수 없다. 왜냐하면 세션1이 아직 커밋을 하지 않았기 때문이다.

세션1 신규 데이터 추가 후 commit

  • image-20230317163405860

  • 세션1이 신규 데이터를 추가한 후에 commit 을 호출했다.

  • commit 으로 새로운 데이터가 실제 데이터베이스에 반영된다. 데이터의 상태도 임시 완료로 변경되었다

  • 이제 다른 세션에서도 회원 테이블을 조회하면 신규 회원들을 확인할 수 있다.

세션1 신규 데이터 추가 후 rollback(위에서 commit 하지 않은 상)

  • image-20230317163549896

  • 세션1이 신규 데이터를 추가한 후에 commit 대신에 rollback 을 호출했다.

  • 세션1이 데이터베이스에 반영한 모든 데이터가 처음 상태로 복구된다.

  • 수정하거나 삭제한 데이터도 rollback 을 호출하면 모두 트랜잭션을 시작하기 직전의 상태로 복구된다.

커밋하지 않은 데이터를 다른 곳에서 조회할 수 있으면 어떤 문제가 발생할까?

  • 예를 들어서 커밋하지 않는 데이터가 보인다면, 세션2는 데이터를 조회했을 때 신규 회원1, 2가 보일 것이다. 따라서 신규 회원1, 신규 회원2가 있다고 가정하고 어떤 로직을 수행할 수 있다. 그런데 세션1이 롤백을 수행하면 신규 회원1, 신규 회원2의 데이터가 사라지게 된다. 따라서 데이터 정합성에 큰 문제가 발생한다.
  • 세션2에서 세션1이 아직 커밋하지 않은 변경 데이터가 보이다면, 세션1이 롤백 했을 때 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 커밋 전의 데이터는 다른 세션에서 보이지 않는다.

트랜잭션 격리 수준이 Isolation level READ UNCOMMITED(커밋되지 않은 읽기) 이라면 보인다

3. 트랜잭션 - DB 예제2 - 자동 커밋, 수동 커밋

  • 예제에 사용되는 스키

  • drop table member if exists;
create table member (
    member_id varchar(10),
    money integer not null default 0,
    primary key (member_id)
);

자동 커밋

  • 자동 커밋으로 설정하면 각각의 쿼리 실행 직후에 자동으로 커밋을 호출한다.
  • 따라서 커밋이나 롤백을 직접 호출하지 않아도 되는 편리함이 있다.
  • 하지만 쿼리를 하나하나 실행할 때 마다 자동으로 커밋이 되어버리기 때문에 우리가 원하는 트랜잭션 기능을 제대로 사용할 수 없다.
  • 자동 커밋은 default 값으로, 따로 설정할 필요 없다.
set autocommit true; //자동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data1',10000); //자동 커밋
insert into member(member_id, money) values ('data2',10000); //자동 커밋

수동 커밋 설정

  • set autocommit false; //수동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data3',10000);
insert into member(member_id, money) values ('data4',10000);
commit; //수동 커밋

  • 보통 자동 커밋 모드가 기본으로 설정된 경우가 많기 때문에, 수동 커밋 모드로 설정하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 표현할 수 있다.

  • 수동 커밋 설정을 하면 이후에 꼭 commit , rollback 을 호출해야 한다.

  • 참고로 수동 커밋 모드나 자동 커밋 모드는 한번 설정하면 해당 세션에서는 계속 유지된다. 중간에 변경하는 것은 가능하다.

4. 트랜잭션 - DB 예제3 - 트랜잭션 실습

실습 전 설정

  • 먼저 H2 데이터베이스 웹 콘솔 창을 2개 열어두자.(기존 URL을 복사하면 안된다. 꼭 http://localhost:8082 를 직접 입력해서 완전히 새로운 세션에서 연결하도록 하자)

  • 기본 데이터를 다음과 같이 맞추어둔다.

    • //데이터 초기화
set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('oldId',10000);

    • image-20230317165242802

    • 왼쪽이 세션1, 오른쪽이 세션2 이다.

신규 데이터 추가 - 커밋

커밋 전

  • 세션1 신규 데이터 추가 SQL

    • //트랜잭션 시작
set autocommit false; //수동 커밋 모드
insert into member(member_id, money) values ('newId1',10000);
insert into member(member_id, money) values ('newId2',10000);

  • image-20230317165402703

  • 아직 세션1이 커밋을 하지 않은 상태이기 때문에 세션1에서는 입력한 데이터가 보이지만, 세션2에서는 입력한 데이터가 보이지 않는 것을 확인할 수 있다.

커밋 후

  • image-20230317165453340

  • 세션1이 트랜잭션을 커밋했기 때문에 데이터베이스에 실제 데이터가 반영된다. 커밋 이후에는 모든 세션에서 데이터를 조회할 수 있다.

신규 데이터 추가 - 롤백

롤백 전

  • 세션1 신규 데이터 추가 SQL

    • //트랜잭션 시작
set autocommit false; //수동 커밋 모드
insert into member(member_id, money) values ('newId1',10000);
insert into member(member_id, money) values ('newId2',10000);

  • image-20230317165630419

  • 아직 세션1이 커밋을 하지 않은 상태이기 때문에 세션1에서는 입력한 데이터가 보이지만, 세션2에서는 입력한 데이터가 보이지 않는 것을 확인할 수 있다.

롤백 후

  • image-20230317165927401

  • 롤백으로 데이터가 DB에 반영되지 않은 것을 확인할 수 있다

5. 트랜잭션 - DB 예제4 - 계좌이체

이번에는 계좌이체 예제를 통해 트랜잭션이 어떻게 사용되는지 조금 더 자세히 알아보자. 다음 3가지 상황을 준비했다.

  • 계좌이체 정상
  • 계좌이체 문제 상황 - 커밋
  • 계좌이체 문제 상황 - 롤백

계좌이체 정상

기본 데이터 입력 - SQL (커밋, 롤백까지 반복되는 기본데이터)

  • set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('memberA',10000);
insert into member(member_id, money) values ('memberB',10000);
    • image-20230317171532607

계좌이체 실행 및 커밋

  • set autocommit false;
update member set money=10000 - 2000 where member_id = 'memberA';
update member set money=10000 + 2000 where member_id = 'memberB';
commit;

  • 특별한거 없으므로 중간과정은 생략!

  • image-20230317171650423

  • 정상 커밋된 것을 확인할 수 있다.

계좌이체 문제 상황 - 커밋

계좌이체 실행(오류)

  • set autocommit false;
update member set money=10000 - 2000 where member_id = 'memberA'; //성공
update member set money=10000 + 2000 where member_iddd = 'memberB'; //쿼리 예외
발생
    • where member_iddd 이 부분때문에 memberB 는 오류가 난다.
    • image-20230317171950856
  • image-20230317171840975

여기서 문제는 memberA 의 돈은 2000원 줄어들었지만, memberB 의 돈은 2000원 증가하지 않았다는 점이다. 결과적으로 계좌이체는 실패하고 memberA 의 돈만 2000원 줄어든 상황이다.

강제 커밋

  • 이 때 강제로 커밋한다면?

  • image-20230317171921379

  • 계좌이체는 실패하고 memberA 의 돈만 2000원 줄어드는 아주 심각한 문제가 발생한다.

계좌이체 문제 상황 - 롤백

계좌이체 실행(오류)

  • 위 상황과 같다

롤백

  • 이 때 롤백한다면?

  • image-20230317172139270

  • 롤백을 사용한 덕분에 계좌이체를 실행하기 전 상태로 돌아왔다. memberA 의 돈도 이전 상태인 10000 원으로 돌아오고, memberB 의 돈도 10000 원으로 유지되는 것을 확인할 수 있다.

정리

**원자성: 트랜잭션 내에서 실행한 작업들은 마치 하나의 작업인 것처럼 모두 성공 하거나 모두 실패해야 한다. **

  • 트랜잭션의 원자성 덕분에 여러 SQL 명령어를 마치 하나의 작업인 것 처럼 처리할 수 있었다. 성공하면 한번에 반영하고, 중간에 실패해도 마치 하나의 작업을 되돌리는 것 처럼 간단히 되돌릴 수 있다

오토 커밋

  • 만약 오토 커밋 모드로 동작하는데, 계좌이체 중간에 실패하면 어떻게 될까? 쿼리를 하나 실행할 때 마다 바로바로 커밋이 되어버리기 때문에 memberA 의 돈만 2000원 줄어드는 심각한 문제가 발생한다.
  • 따라서 이런 종류의 작업은 꼭 수동 커밋 모드를 사용해서 수동으로 커밋, 롤백 할 수 있도록 해야 한다. 보통 이렇게 자동 커밋 모드에서 수동 커밋 모드로 전환 하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 표현한다.

6. DB 락 - 개념 이해

  • 세션1이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안 아직 커밋을 수행하지 않았는데, 세션2에서 동시에 같은 데이터를 수정하게 되면 여러가지 문제가 발생한다.

  • 바로 트랜잭션의 원자성이 깨지는 것이다.

  • 여기에 더해서 세션1이 중간에 롤백을 하게 되면 세션2는 잘못된 데이터를 수정하는 문제가 발생한다.
  • 이런 문제를 방지하려면, 세션이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안에는 커밋이나 롤백 전까지 다른 세션에서 해당 데이터를 수정할 수 없게 막아야 한다.

락

  • image-20230317172750015
  • 션1은 memberA 의 금액을 500원으로 변경하고 싶고, 세션2는 같은 memberA 의 금액을 1000원으로 변경하고 싶다.
  • 데이터베이스는 이런 문제를 해결하기 위해 락(Lock)이라는 개념을 제공한다.

락1

  • image-20230317172835078
    1. 세션1은 트랜잭션을 시작한다
    2. 세션1은 memberA 의 money 를 500으로 변경을 시도한다. 이때 해당 로우의 락을 먼저 획득해야 한다. 락이 남아 있으므로 세션1은 락을 획득한다. (세션1이 세션2보다 조금 더 빨리 요청했다.)
    3. 세션1은 락을 획득했으므로 해당 로우에 update sql을 수행한다.

락 2

  • image-20230317172901358

    1. 세션2는 트랜잭션을 시작한다

    2. 세션2도 memberA 의 money 데이터를 변경하려고 시도한다. 이때 해당 로우의 락을 먼저 획득해야 한다. 락이 없으므로 락이 돌아올 때 까지 대기한다

      참고로 세션2가 락을 무한정 대기하는 것은 아니다. 락 대기 시간을 넘어가면 락 타임아웃 오류가 발생한다. 락 대기 시간은 설정할 수 있다.

락3

  • image-20230317172940731
    1. 세션1은 커밋을 수행한다. 커밋으로 트랜잭션이 종료되었으므로 락도 반납한다

락4

  • image-20230317173042985
    1. 락을 획득하기 위해 대기하던 세션2가 락을 획득하고 update sql을 수행한다.

락5

  • image-20230317173057152
    1. 세션2는 커밋을 수행하고 트랜잭션이 종료되었으므로 락을 반납한다.

7. DB 락 - 변경

  • 위 내용과 비슷하고 쉬워서 생략

세션2 락 타임아웃

  • SET LOCK_TIMEOUT : 락 타임아웃 시간을 설정한다.

ex)

  • SET LOCK_TIMEOUT 60000;
set autocommit false;
update member set money=1000 where member_id = 'memberA';

8. DB 락 - 조회

조회와 락

  • 데이터베이스마다 다르지만, 보통 데이터를 조회할 때는 락을 획득하지 않고 바로 데이터를 조회할 수 있다.
  • 하지만, 데이터를 조회할 때도 락을 획득하고 싶을 때가 있다. 이럴 때는 select for update 구문을 사용하면 된다.
  • 이렇게 하면 세션1이 조회 시점에 락을 가져가버리기 때문에 다른 세션에서 해당 데이터를 변경할 수 없다. 물론
  • 이 경우도 트랜잭션을 커밋하면 락을 반납한다.

조회 시점에 락이 필요한 경우

  • 트랜잭션 종료 시점까지 해당 데이터를 다른 곳에서 변경하지 못하도록 강제로 막아야 할 때 사용한다.
  • 예를 들어서 애플리케이션 로직에서 memberA 의 금액을 조회한 다음에 이 금액 정보로 애플리케이션에서 어떤 계산을 수행한다. 그런데 이 계산이 돈과 관련된 매우 중요한 계산이어서 계산을 완료할 때 까지 memberA 의 금액을 다른곳에서 변경하면 안된다. 이럴 때 조회 시점에 락을 획득하면 된다.

sql 로 조회 시 락 확인

기본 데이터 입력 - SQL

  • set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('memberA',10000);

세션 1 - 조회 및 락 획득

  • select for update 구문을 사용하면 조회를 하면서 동시에 선택한 로우의 락도 획득한다. 물론 락이 없다면 락을 획득할 때 까지 대기해야 한다.

  • set autocommit false;
select * from member where member_id='memberA' for update;

  • image-20230317195957680

    • 세션1은 트랜잭션을 종료할 때 까지 memberA 의 로우의 락을 보유한다.

세션2 - update 를 위한 락 획득 요청

  • set autocommit false;
update member set money=500 where member_id = 'memberA';
  • image-20230317200041006
    • 세션2는 데이터를 변경하고 싶다. 데이터를 변경하려면 락이 필요하다.
    • 세션1이 memberA 로우의 락을 획득했기 때문에 세션2는 락을 획득할 때 까지 대기한다. 이후에 세션1이 커밋을 수행하면 세션2가 락을 획득하고 데이터를 변경한다. 만약 락 타임아웃 시간이 지나면 락 타임아웃 예외가 발생한다. (현재 락 타임아웃 지난 상태)

트랜잭션과 락은 데이터베이스마다 실제 동작하는 방식이 조금씩 다르기 때문에, 해당 데이터베이스 메뉴얼을 확인해보고, 의도한대로 동작하는지 테스트한 이후에 사용하자.

9. 트랜잭션 - 은행 이체 예시(트랜잭션 미적용 시)

MemberServiceV1

  • formId 의 회원을 조회해서 toId 의 회원에게 money 만큼의 돈을 계좌이체 하는 로직이다.

  • package hello.jdbc.service;
  
import hello.jdbc.Repository.MemberRepositoryV1;
import hello.jdbc.domain.Member;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
  
import java.sql.SQLException;
  
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV1 {
  
    private final MemberRepositoryV1 memberRepositoryV1;
  
    public void accountTranfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        Member fromMember = memberRepositoryV1.findById(fromId);
        Member toMember = memberRepositoryV1.findById(toId);
  
        //fromId 돈을 감소시키고, toId 돈을 증가시킨다. (UPDATE SQL 실행)
        //하지만 중간에 id 가 "ex" 일 때 오류가 발생하도록 했다.
        memberRepositoryV1.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
        validation(toMember);
        memberRepositoryV1.update(toId, toMember.getMoney() + money);
  
    }
  
    private static void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}

MemberServiceV1Test

  • package hello.jdbc.service;
  
import hello.jdbc.Repository.MemberRepositoryV1;
import hello.jdbc.connection.ConnectionConst;
import hello.jdbc.domain.Member;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.aot.hint.MemberHint;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
  
import java.sql.SQLException;
  
import static hello.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
  
/**
 * 기본 동작, 트랜직션이 없어서 문제 발생
 */
class MemberServiceV1Test {
  
    public static final String MEMBER_A = "memberA";
    public static final String MEMBER_B = "memberB";
    public static final String MEMBER_EX = "ex";
  
    private MemberRepositoryV1 memberRepository;
    private MemberServiceV1 memberService;
  
    @BeforeEach
    void before() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV1(memberRepository);
    }
  
    @AfterEach
    void after() throws SQLException {
        memberRepository.clear();
    }
  
    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    void accountTransfer() throws SQLException {
        //given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);
  
        //when
        memberService.accountTranfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);
  
        //then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());
  
        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
  
  
    }
  
    @Test
    @DisplayName("이체 중 예외 발생")
    void accountTransferEx() throws SQLException {
        //given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberEx);
  
        //when
        assertThatThrownBy(() -> memberService.accountTranfer(memberA.getMemberId(), memberEx.getMemberId(), 2000))
                .isInstanceOf(IllegalStateException.class);
  
  
        //then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());
  
        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}
    • “이체 중 예외 발생” 을 보면, accountTranfer(A, B, 2000) 로직이 오류가 발생한다.
    • 하지만 로직 순서가
      1. A 에게 2000원을 빼고 update
      2. memberId = “ex” ? 에러 : _
      3. B 에게 2000원을 더하고 update
    • 이기 때문에 A에게 2000원을 뺀 것은 update 가 되고 에러가 발생한다.
  • 따라서 이체중 예외가 발생하게 되면 memberA 의 금액은 10000원 8000원으로 2000원 감소한다. 그런데 memberB 의 돈은 그대로 10000원으로 남아있다. 결과적으로 memberA 의 돈만 2000원 감소한 것이다!

10. 트랜잭션 - 적용

  • 이번에는 DB 트랜잭션을 사용해서 앞서 발생한 문제점을 해결해보자.
  • 애플리케이션에서 트랜잭션을 어떤 계층에 걸어야 할까? 쉽게 이야기해서 트랜잭션을 어디에서 시작하고, 어디에서 커밋해야할까?

트랜잭션 적용 위치

비즈니스 로직과 트랜잭션

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  • 트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작해야 한다. 비즈니스 로직이 잘못되면 해당 비즈니스 로직으로 인해 문제가 되는 부분을 함께 롤백해야 하기 때문이다.
    • 즉, MemberService.accountTransfer() 안에서 실행되어야 한다.
    • 그런데 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 결국 서비스 계층에서 커넥션을 만들고, 트랜잭션 커밋 이후에 커넥션을 종료해야 한다.
    • 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용하려면 트랜잭션을 사용하는 동안 같은 커넥션을 유지해야한다. 그래야 같은 세션을 사용할 수 있다.

커넥션과 세션

  • image-20230317213130277
  • 애플리케이션에서 같은 커넥션을 유지하려면 어떻게 해야할까? 가장 단순한 방법은 커넥션을 파라미터로 전달해서 같은 커넥션이 사용되도록 유지하는 것이다.
  • 먼저 리포지토리가 파라미터를 통해 같은 커넥션을 유지할 수 있도록 파라미터를 추가하자.

MemberRepositoryV2

  • MemberRepositoryV2 는 기존 코드와 같고 커넥션 유지가 필요한 다음 두 메서드가 추가되었다.

    • 다음 두 메서드는 계좌이체 서비스 로직에서 호출하는 메서드이다.
    • findById(Connection con, String memberId)
    • update(Connection con, String memberId, int money)

  • 리포지토리가 파라미터를 통해 같은 커넥션을 유지할 수 있도록 파라미터를 추가한 로직이다.

  • 원래 있던 findById 와 update 는 변경하지 않는다.

  • public Member findById(Connection connection, String memberId) throws SQLException {
    String sql = "select * from member where member_id = ?";
  
    //Connetion connection = null; 을 없애고 인자로 받는다.
    PreparedStatement preparedStatement = null;
    ResultSet resultSet = null;
  
    try {
        preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setString(1, memberId);
  
        resultSet = preparedStatement.executeQuery();
        if(resultSet.next()){
            Member member = new Member();
            member.setMemberId(resultSet.getString("member_id"));
            member.setMoney(resultSet.getInt("money"));
            return member;
        } else {
            throw new NoSuchElementException("member not found memberId = " + memberId);
        }
    } catch (SQLException e) {
        log.error("db error", e);
        throw e;
    } finally {
  
        //connection 은 service 계층에서 닫아야 한다.
        JdbcUtils.closeResultSet(resultSet);
        JdbcUtils.closeStatement(preparedStatement);
    }
}
  
public void update(Connection connection, String memberId, int money) throws SQLException{
    String sql = "update member set money=? where member_id=?";
  
    //Connetion connection = null; 을 없애고 인자로 받는다.
    PreparedStatement preparedStatement = null;
  
    try {
        preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setInt(1, money);
        preparedStatement.setString(2, memberId);
  
        int resultSize = preparedStatement.executeUpdate();
        log.info("update resultSize = {}", resultSize);
  
    } catch (SQLException e) {
        log.error("db error", e);
        throw e;
    } finally {
        ///connection 은 service 계층에서 닫아야 한다.
        JdbcUtils.closeStatement(preparedStatement);
    }
}
    • 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 파라미터로 넘어온 커넥션을 사용해야 한다. 따라서 con = getConnection() 코드가 있으면 안된다.
    • 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 리포지토리에서 커넥션을 닫으면 안된다. 커넥션을 전달 받은 리포지토리 뿐만 아니라 이후에도 커넥션을 계속 이어서 사용하기 때문이다. 이후 서비스 로직이 끝날 때 트랜잭션을 종료하고 닫아야 한다.

MemberServiceV2

  • 주석 참고

  • package hello.jdbc.service;
  
/**
 * 트랜잭션 - 파라미터 연동, 풀을 고려한 종료
 */
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
public class MemberServiceV2 {
  
    //커넥션 풀을 호출해서 직접 커넥션을 받기 위해 dataSource 를 주입받는다.
    private final DataSource dataSource;
    private final MemberRepositoryV2 memberRepository;
  
    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
  
        //트랜잭션을 시작하기 위해, 비즈니스 로직에서 connection 을 호출한다.
        //하나의 커넥션을 사용하기 위해 처음부터 끝까지 같은 커넥션을 사용한다.
        Connection connection = dataSource.getConnection();
  
        try {
            //트랜잭션 시작
            connection.setAutoCommit(false); 
            //비즈니스 로직
            //너무 복잡해서 밖으로 뺐다
            bizLogic(connection, fromId, toId, money);
  
            //성공 시 커밋
            connection.commit();
        }catch (Exception e){
            //실패 시 롤백
            connection.rollback();
            throw new IllegalStateException(e);
        }finally{
            //connection 닫는 로직, setAutoCommit(true); 를 위해 따로 메서드로 만들었다.
            release(connection);
  
        }
    }
  
    private void bizLogic(Connection connection, String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        //기존 로직과 똑같다.
        //다른 점은 로직 내 connection 을 받아서 사용한다.
        Member fromMember = memberRepository.findById(connection, fromId);
        Member toMember = memberRepository.findById(connection, toId);
  
        memberRepository.update(connection, fromId, fromMember.getMoney() - money);
        validation(toMember);
        memberRepository.update(connection, toId, toMember.getMoney() + money);
    }
  
    private static void release(Connection connection) {
        if(connection != null){
            try{
                //자동 커밋으로 다시 만듦
                //커넥션 풀 고려
                connection.setAutoCommit(true);
                connection.close();
            }catch (Exception e){
                log.info("error", e);
            }
        }
    }
  
    private static void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}

팁 : 메서드 내 인자 순서 바꾸기 : ctrl + F6 ㅎㅎㅎ

MemberServiceV2Test

  • package hello.jdbc.service;
  
import hello.jdbc.Repository.MemberRepositoryV1;
import hello.jdbc.Repository.MemberRepositoryV2;
import hello.jdbc.domain.Member;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
  
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
  
import static hello.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;
  
/**
 * 기본 동작, 트랜직션이 없어서 문제 발생
 */
class MemberServiceV2Test {
  
    public static final String MEMBER_A = "memberA";
    public static final String MEMBER_B = "memberB";
    public static final String MEMBER_EX = "ex";
  
    private MemberRepositoryV2 memberRepository;
    private MemberServiceV2 memberService;
  
    @BeforeEach
    void before() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV2(dataSource);
        //MemberServiceV2 는 dataSource, memberRepository 를 주입해줘야 한다.
        memberService = new MemberServiceV2(dataSource, memberRepository);
    }
  
    @AfterEach
    void after() throws SQLException {
        memberRepository.clear();
    }
  
    @Test
    @DisplayName("이체 중 예외 발생")
    void accountTransferEx() throws SQLException {
        //given
        //해당 save 로직은 커넥션이 달라도 된다.
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberEx);
  
        //when
        //이 로직에서 커넥션이 같아야 한다.
        //내부에서 자체적으로 커넥션을 호출해서 사용한다 (커넥션 풀에서 꺼내 씀)
        assertThatThrownBy(() -> memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberEx.getMemberId(), 2000))
                .isInstanceOf(IllegalStateException.class);
  
  
        //then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());
  
        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(10000);
        assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}

    트랜잭션 덕분에 계좌이체가 실패할 때 롤백을 수행해서 모든 데이터를 정상적으로 초기화 할 수 있게 되었다. 결과적으로 계좌이체를 수행하기 직전으로 돌아가게 된다.

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참고