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.
트랜잭션을 이름 그대로 번역하면 거래라는 뜻이다. 이것을 쉽게 풀어서 이야기하면, 데이터베이스에서 트랜잭션은 하나의 거래를 안전하게 처리하도록 보장해주는 것을 뜻한다. 그런데 하나의 거래를 안전하게 처리하려면 생각보다 고려해야 할 점이 많다.
예를 들어 A의 5000원을 B에게 계좌이체 한다고 생각해보자. A의 잔고를 5000원 감소하고, B의 잔고를 5000원 증가해야 한다.
5000원 계좌이체
1. A의 잔고를 5000원 감소
2. B의 잔고를 5000원 증가
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 둘 다 함께 성공해야 저장하고, 중간에 하나라도 실패하면 거래전의 상태로 돌아갈 수 있다. 만약 1번은 성공 했는데, 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 ACID라고 하는 원자성(Atomicity), 일관성(Consistency), 격리성(Isolation), 지속성(영속성, durability)을 보장해야 한다.
- 원자성 : 트랜잭션 내에서 실행한 작업들은 하나의 작업인 것 처럼 모두 성공하거나, 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 격리해야 한다. 예를 들어 동시에 같은 데이터를 수정하지 못하도록 해야한다. 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.
트랜잭션은 원자성, 일관성, 지속성을 보장한다. 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 정리하였다.
일반적으로 많이 사용되는 격리 수준은 READ COMMITTED(커밋된 읽기)트랜잭션 격리 수준이다.
트랜잭션 격리 수준은 데이터베이스에 자체에 관한 부분이라 DB메뉴얼이나 JPA 책을 참고하는 것이 좋다.
데이터베이스 연결 구조와 DB 세션
트랜잭션을 더 자세히 이해하기 위해 데이터베이스 서버 연결 구조와 DB 세션에 대해 알아보자.
- 사용자는 웹 애플리케이션 서버(WAS)나 DB 접근 툴 같은 클라이언트를 사용하여 데이터베이스 서버에 접근할 수 있다. 클라이언트는 데이터베이스 서버에 연결을 요청하고 커넥션을 맺게 된다. 이때 데이터베이스 서버는 배우에 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.
- 커넥션 풀이 10개의 커넥션을 생성하면, 세션도 10개 만들어진다.
트랜잭션 - DB 예제1 - 개념 이해
트랜잭션 동작을 예제를 통해 확인해보자. 이번 시간에는 먼저 트랜잭션의 동작 개념의 전체 그림을 이해하는데 집중하자.
참고로 지금부터 설명하는 내용은 트랜잭션 개념의 이해를 돕기 위해 예시로 설명하는 것이다. 구체적인 실제 구현 방식은 DB마다 다르므로 참고하자.
트랜잭션 사용법
- 데이터 변경 쿼리를 실행하고 데이터베이스에 그 결과를 반영하려면 커밋 명령어인 commit을 호출하고, 결과를 반영하고 싶지 않으면 롤백 명령어인 rollback을 호출하면 된다.
- 커밋을 호출하기 전까지는 임시로 데이터를 저장하는 것이다. 따라서 해당 트랜잭션을 싲가한 세션(사용자)에게만 변경 데이터가 보이고, 다른 세션(사용자)에게는 변경 데이터가 보이지 않는다.
- 등록, 수정, 삭제 모두 같은 원리로 동작한다.
- 현재 세션1, 세션2 둘 다 가운데 있는 기본 테이블을 조회하면 해당 데이터가 그대로 조회된다.
- 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.(세션 1이 아직 커밋을 하지 않았기 때문)
커밋하지 않은 데이터를 다른 곳에서 조회할 수 있으면 어떤 문제가 발생할까?
- 커밋하지 않은 데이터가 보인다면, 세션2는 커밋되지 않은 신규 회원 1, 2가 보일 것이다. 세션2는 신규 회원 1, 2를 가지고 어떤 로직을 수행할 수 있다. 그런데 세션1이 롤백을 수행시키면 신규 회원1, 2의 데이터가 사라지게 된다. 따라서 데이터 정합성에 큰 문제가 발생한다.
- 세션2에서 세션1이 아직 커밋하지 않은 변경 데이터가 보인다면, 세션1이 롤백 했을 때 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 컴빗 전의 데이터는 다른 세션에서 보이지 않는다.
- 세션1이 신규 데이터를 추가한 후에 commit을 호출하였다.
- commit으로 새로운 데이터가 실제 데이터베이스에 반영되었다. 데이터의 상태도 임시 -> 완료로 변경되었다.
- 이제 다른 세션에서도 회원 테이블을 조회하면 신규 회원들을 확인할 수 있다.
---> 만약 commit 대신 rollback을 호출한 경우
- 세션1이 데이터베이스에 반영한 모든 데이터가 처음 상태로 복구된다.
- 수정하거나 삭제한 데이터도 rollback을 호출하면 모두 트랜잭션을 시작하기 직전의 상태로 복구된다.
트랜잭션 - DB 예제2 - 자동 커밋, 수동 커밋
위에 설명한 예제를 확인하기 전 먼저 자동 커밋, 수동 커밋에 대해 알아보자.
예제에 사용되는 스키마는 다음과 같다.
drop table member if exists;
create table member (
member_id varchar(10),
money integer not null default 0,
primary key (member_id)
);
자동 커밋
트랜잭션을 사용하려면 먼저 자동 커밋과 수동 커밋을 이해해야 한다.
자동 커밋으로 설정하면 각각의 쿼리 실행 직후 자동으로 커밋을 호출한다. 따라서 커밋이나 롤백을 직접 호출하지 않아도 되는 편리함이 있다. 하지만 쿼리를 하나하나 실행할 때마다 자동으로 커밋이 되어버리기 때문에 우리가 원하는 트랜잭션 기능을 제대로 사용할 수 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
따라서 commit, rollback을 직접 호출하면서 트랜잭션 기능을 제대로 수행하려면 자동 커밋을 끄고 수동 커밋을 사용해야 한다.
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, rollback을 호출해주어야 한다.
참고로 수동 커밋 모드나 자동 커밋 모드는 한번 설정하면 해당 세션에서는 계속 유지된다. 중간에 변경하는 것은 가능하다.
트랜잭션 - DB 예제3 - 트랜잭션 실습
1. 기본 데이터 입력
지금까지 본 예시를 H2데이터베이스를 통해 직접 확인해보자.
jsessionId가 서로 다른 H2웹 콘솔을 두개 실행시켜서 확인하자.
우선 기본 데이터를 다음과 같이 맞추어준다.
set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('oldId',10000);
2. 신규 데이터 추가 - 커밋 전
세션1에서 신규 데이터를 추가해보자. 아직 커밋은 하지 않을 것이다.
//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);
결과를 확인해보자. 아직 세션1이 커밋을 하지 않은 상태이기 때문에, 세션1에서는 입력한 데이터가 보이지만, 세션2에서는 입력한 데이터가 보이지 않는 것을 확인할 수 있다.
3. 커밋 - commit
세션1에서 신규 데이터를 입력했는데, 아직 커밋은 하지 않았다. 이제 커밋해서 데이터베이스에 결과를 반영해보자.
결과를 확인해보면 세션1이 트랜잭션을 커밋했기 때문에 데이터베이스에 실제 데이터가 반영되었다. 커밋 이후에는 모든 세션에서 데이터를 조회할 수 있다.
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 막아야한다.
- 세션1은 memberA의 금액을 500원으로 변경하고 싶고, 세션2는 같은 memberA의 금액을 1000원으로 변경하고 싶다.
- 데이터베이스는 이런 문제를 해결하기 위해 락(Lock)이라는 개념을 제공한다.
- 다음 예시를 통해 동시에 데이터를 수정하는 문제를 락으로 어떻게 해결하는지 자세히 알아보자.
- 1. 세션1은 트랜잭션을 시작한다.
- 2. 세션1은 memhberA의 money를 500으로 변경을 시도한다. 이때 해당 로우의 락을 먼저 획득해야 한다. 락이 남아있으므로 세션1은 락을 획득한다. (세션1이 세션2보다 조금 더 빨리 요청했다.)
- 3. 세션1은 락을 획득했으므로 해당 로우에 update sql을 수행한다.
- 4. 세션2는 트랜잭션을 시작한다.
- 5. 세션2도 memberA의 money 데이터를 변경하려고 시도한다. 이때 해당 로우의 락을 먼제 획득해야 한다. 락이 없으므로 락이 돌아올때까지 대기한다.
* 참고 : 세션2가 락을 무한정 대기하는 것은 아니다. 락 대기 시간을 넘어가면 락 타임아웃 오류가 발생한다. 락 대기시간은 설정할 수 있다.
- 6. 세션1은 커밋을 수행한다. 커밋으로 트랜잭션이 종료 되었으므로 락도 반납한다.
- 7. 락을 획득하기 위해 대기하던 세션2가 락을 획득한다.
- 8. 세션2는 update sql을 수행한다.
- 9. 세션2는 커밋을 수행하고 트랜잭션이 종료되었으므로 락을 반납한다.
DB 락 변경
앞서 배운 내용을 실습해보자.
우선 실습을 위해 기본 데이터를 입력하자.
set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('memberA',10000);
set autocommit false;
update member set money=500 where member_id = 'memberA';
- 세션1이 트랜잭션을 시작하고, memberA의 데이터를 500원으로 업데이트했다. 아직 커밋은 하지 않았다.
- memberA로우의 락은 세션1이 가지게 된다.
SET LOCK_TIMEOUT 60000;
set autocommit false;
update member set money=1000 where member_id = 'memberA';
- 세션2는 memberA의 데이터를 1000원으로 수정하려 한다.
- 세션1이 트랜잭션을 커밋하거나 롤백해서 종료하지 않았으므로, 아직 세션1을 락이 가지고 있다. 따라서 세션2는 락을 획득하지 못하기 때문에 데이터를 수정할 수 없다. 세션2는 락이 돌아올때까지 대기하게 된다.
- SET LOCK_TIMEOUT 60000 : 락 획득 시간을 60초로 설정한다. 60초 안에 락을 얻지 못하면 예외가 발생한다.
* 참고 : H2데이터베이스에서는 딱 60초에 예외가 발생하진 않고, 시간이 조금 더 걸릴 수 있다.
세션1을 커밋하면 세션1이 커밋되면서 락을 반납한다. 이후 대기하던 세션2가 락을 획득하게 된다. 따라서 락을 획득한 세션2의 업데이트가 반영되는 것을 확인할 수 있다. 물론 이후에 세션2도 커밋을 호출해서 락을 반납해야 한다.
- 6. 세션1은 커밋을 수행한다. 커밋으로 트랜잭션이 종료되었으므로 락도 반납한다.
세션2 락 타임아웃
- SET LOCK_TIMEOUT <milliseconds> : 락 타임아웃 시간을 설정한다.
- 예) SET LOCK_TIMEOUT 10000 10초, 세션2에 설정하면 세션2가 10초동안 대기해도 락을 얻지 못하면 락 타임아웃 오류가 발생한다.
위 시나리오 중간에 락을 오랜기간 대기하면 어떻게 되는지 알아보자.
10초 정도 기다리면 세션2에서는 다음과 같은 락 타임아웃 오류가 발생한다.
* 주의 : 테스트 도중 락이 꼬이는 문제가 발생할 수 있다. 이럴때는 H2 서버를 내렸다가 다시 올리도록 하자. 여기서 H2 서버를 내린다는 뜻은 웹 브라우저를 종료하는 것이 아니라 h2.sh, h2.bat을 종료하고 다시 실행하는 것을 뜻한다.
DB 락 - 조회
일반적인 조회는 락을 사용하지 않는다.
- 데이터베이스마다 다르지만, 보통 데이터를 조회할때는 락을 획득하지 않고 바로 데이터를 조회할 수 있다. 예를 들어 세션1이 락을 획득하고 데이터를 변경하고 있어도, 세션2에서 데이터를 조회할 수 있다. 물론 세션2에서 조회가 아니라 데이터를 변경하려면 락이 필요하기 때문에 락이 돌아올때까지 대기해야 한다.
조회와 락
- 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 경우는 언제일까?
- 트랜잭션 종료 시점까지 해당 데이터를 다른 곳에서 변경하지 못하도록 강제로 막아야 할 때 사용한다.
- 예를 들어서 애플리케이션 로직에서 memberA의 금액을 조회한 다음에 이 금액 정보로 애플리케이션에서 어떤 계산을 수행한다. 그런데 이 계산이 돈과 관련된 매우 중요한 계산이어서 계산을 완료할 때 까지 memberA의 금액을 다른 곳에서 변경하면 안된다. 이럴 때 조회 시점에 락을 획득하면 된다.
set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('memberA',10000);
우선 member테이블을 삭제하고 기본 데이터를 입력해준다.
세션 1
set autocommit false;
select * from member where member_id='memberA' for update;
- select for update 구문을 사용하면 조회를 하면서 동시에 선택한 로우의 락도 획득한다.
- 물론 락이 없다면 락을 획득할 때까지 대기해야 한다.
- 세션1은 트랜잭션을 종료할때까지 memberA의 로우의 락을 보유한다.
세션2
set autocommit false;
update member set money=500 where member_id = 'memberA';
- 세션2는 데이터를 변경하고 싶다. 데이터를 변경하려면 락이 필요하다.
- 세션1이 memberA 로우의 락을 획득했기 때문에 세션2는 락을 획득할 때까지 대기한다.
- 이후에 세션1이 커밋을 수행하면 세션2가 락을 획득하고 데이터를 변경한다. 만약 락 타임아웃 시간이 지나면 락 타임아웃 예외가 발생한다.
정리
- 트랜잭션과 락은 데이터베이스마다 실제 동작하는 방식이 조금씩 다르기 때문에, 해당 데이터 베이스 메뉴얼을 확인해보고, 의도한대로 동작하는지 테스트 한 이후에 사용하자.
- 트랜잭션과 락에 대한 더 깊이 있는 내용은 JPA 책 16.1 트랜잭션과 락을 참고하자.
트랜잭션 - 적용1
실제 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용해서 계좌이체 같이 원자성이 중요한 비즈니스 로직을 어떻게 구현하는지 알아보자.
먼저 트랜잭션 없이 단순하게 계좌이체 비즈니스 로직만 구현해보자.
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV1 {
private final MemberRepositoryV1 memberRepository;
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
Member fromMember = memberRepository.findById(fromId);
Member toMember = memberRepository.findById(toId);
memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
validation(toMember);
memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
}
private static void validation(Member toMember) {
if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
throw new IllegalStateException("이체 중 예외 발생");
}
}
}
- fromId의 회원을 조회해서 toId의 회원에세 money만큼의 돈을 계좌이체 하는 로직이다.
- fromId 회원의 돈을 money만큼 감소한다. -> UPDATE SQL 실행
- toId회원의 돈을 money만큼 증가한다. -> UPDATE SQL 실행
- 예외 상황을 테스트해보기 위해 toID가 "ex"인 경우 예외를 발생한다.
@RequiredArgsConstructor
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.delete(MEMBER_A);
memberRepository.delete(MEMBER_B);
memberRepository.delete(MEMBER_EX);
}
@Test
@DisplayName("정상 이체")
public void accountTransfer() throws Exception{
//given
Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
memberRepository.save(memberA);
memberRepository.save(memberB);
//when
memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);
//then
Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());
Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
}
@Test
@DisplayName("이체중 예외 발생")
public void accountTransferEx() throws Exception{
//given
Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
Member memberEX = new Member(MEMBER_EX, 10000);
memberRepository.save(memberA);
memberRepository.save(memberEX);
//when
assertThatThrownBy(() -> memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberEX.getMemberId(), 2000))
.isInstanceOf(IllegalStateException.class);
//then
Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
Member findMemberB = memberRepository.findById(memberEX.getMemberId());
Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(10000);
}
}
** 테스트를 하기 전 H2 DB의 데이터를 삭제해야 한다.
delete from member;
정상 이체 - accountTransfer()
- given : 다음 데이터를 저장해서 테스트를 준비한다.
- memberA : 10000원
- memberB : 10000원
- when : 계좌 이체 로직을 실행한다.
- memberService.accountTransfer()를 실행한다.
- memberA -> memberB로 2000원 계좌이체 한다.
- memberA의 금액이 2000원 감소한다.
- memberB의 금액이 2000원 증가한다.
- then : 계좌이체가 정상 수행되었는지 검증한다.
- memberA : 8000원(2000원 감소)
- memberB : 12000원(2000원 증가)
정상이체 로직이 정상 수행되는 것을 확인할 수 있다.
테스트 데이터 제거
테스트가 끝나면 다음 테스트에 영향을 주지 않기 위해 @AfterEach에서 테스트에 사용한 데이터를 모두 삭제한다.
- @BeforeEach : 각각의 테스트가 수행되기 전에 실행된다.
- @AfterEach : 각각의 테스트가 실행되고 난 이후 실행된다.
@AfterEach
void after() throws SQLException {
memberRepository.delete(MEMBER_A);
memberRepository.delete(MEMBER_B);
memberRepository.delete(MEMBER_EX);
}
- 테스트 데이터를 제거하는 과정이 불편하지만, 다음 테스트에 영향을 주지 않으려면 테스트에서 사용한 데이터를 모두 제거해야 한다. 그렇지 않으면 이번 테스트에서 사용한 데이터 때문에 다음 테스트에서 데이터 중복으로 오류가 발생할 수 있다.
- 테스트에서 사용한 데이터를 제거하는 더 나음 방법으로는 트랜잭션을 활용하면 된다. 테스트 전에 트랜잭션을 시작하고, 테스트 이후에 트랜잭션을 롤백해버리면 데이터가 처음 상태로 돌아온다. 이 방법은 이후에 알아보자.
이체중 예외 발생 - accountTransferEx()
- given : 다음 데이터를 저장해서 테스트를 준비한다.
- memberA : 10000원
- memberEx : 10000원
- when : 계좌이체 로직을 실행한다.
- memberService.accountTransfer()를 실행한다.
- memberA -> memberEx로 2000원 계좌이체 한다.
- memberA의 금액이 2000원 감소한다.
- memberEx회원의 ID는 ex이므로 중간에 예외가 발생한다. -> 이 부분이 중요하다.
- then : 계좌이체는 실패한다. memberA의 돈만 2000원 줄어든다.
- memberA : 8000원(2000원 감소)
- memberEx 10000원(중간에 실패로 로직이 수행되지 않았다. 따라서 그대로 10000원이 남아있게 된다.)
정리 : 이체중 예외가 발생하게 되면 memberA의 금액은 10000원 -> 8000원으로 2000원 감소한다. 그런데 memberEx의 돈은 10000원 그대로 남아있다. 결과적으로 memberA의 돈만 2000원 감소한 것이다.
--> 이렇게 되면 서비스에 문제가 있는 것이다 트랜잭션을 사용하여 해결해보자.
트랜잭션 - 적용2
- 이번에는 DB 트랜잭션을 사용해서 앞서 발생한 문제점을 해결해보자.
- 애플리케이션에서 트랜잭션을 어떤 계층에 걸어야 할까? 쉽게 이야기해서 트랜잭션을 어디에서 시작하고, 어디에서 커밋해야 할까?
- 트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작해야 한다. 비즈니스 로직이 잘못되면 해당 비즈니스 로직으로 인해 문제가 되는 부분을 함께 롤백해야 하기 때문이다.
- 그런데 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 결국 서비스 계층에서 커넥션을 만들고, 트랜잭션 커밋 이후에 커넥션을 종료해야 한다.
- 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용하려면 트랜잭션을 사용하는 동안엔 같은 커넥션을 유지해야 한다. 그래야 같은 세션을 사용할 수 있다.
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.
코드 유지를 위해 MemberRepositoryV1은 남겨두고, MemberRepositoryV2를 만들자.
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberRepositoryV2 {
private final DataSource dataSource;
public Member save(Member member) throws SQLException {
String sql = "insert into member(member_id, money) values (?, ?)";
Connection con = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
con = getConnection();
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, member.getMemberId());
pstmt.setInt(2, member.getMoney());
pstmt.executeUpdate();
return member;
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(con, pstmt, null);
}
}
public Member findById(String memberId) throws SQLException {
String sql = "select * from member where member_id = ?";
Connection con = null;
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
con = getConnection();
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, memberId);
rs = pstmt.executeQuery();
if (rs.next()) {
Member member = new Member();
member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
member.setMoney(rs.getInt("money"));
return member;
} else {
throw new NoSuchElementException("member not found memberId =" + memberId);
}
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(con, pstmt, rs);
}
}
public Member findById(Connection con, String memberId) throws SQLException {
String sql = "select * from member where member_id = ?";
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, memberId);
rs = pstmt.executeQuery();
if (rs.next()) {
Member member = new Member();
member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
member.setMoney(rs.getInt("money"));
return member;
} else {
throw new NoSuchElementException("member not found memberId =" + memberId);
}
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
//connection은 여기서 닫지 않는다.
JdbcUtils.closeResultSet(rs);
JdbcUtils.closeStatement(pstmt);
}
}
public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
String sql = "update member set money=? where member_id=?";
Connection con = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
con = getConnection();
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setInt(1, money);
pstmt.setString(2, memberId);
pstmt.executeUpdate();
int resultSize = pstmt.executeUpdate();
log.info("resultSize={}", resultSize);
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(con, pstmt, pstmt.getResultSet());
}
}
public void update(Connection con, String memberId, int money) throws SQLException {
String sql = "update member set money=? where member_id=?";
PreparedStatement pstmt = null;
try {
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setInt(1, money);
pstmt.setString(2, memberId);
pstmt.executeUpdate();
int resultSize = pstmt.executeUpdate();
log.info("resultSize={}", resultSize);
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
//connection은 여기서 닫지 않는다.
JdbcUtils.closeStatement(pstmt);
}
}
public void delete(String memberId) throws SQLException {
String sql = "delete from member where member_id=?";
Connection con = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
con = getConnection();
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, memberId);
pstmt.executeUpdate();
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(con, pstmt, pstmt.getResultSet());
}
}
private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
JdbcUtils.closeResultSet(rs);
JdbcUtils.closeStatement(stmt);
JdbcUtils.closeConnection(con);
}
private Connection getConnection() throws SQLException {
Connection con = dataSource.getConnection();
log.info("get connection={}, class={}", con, con.getClass());
return con;
}
}
MemberRepositoryV2는 기존 코드와 같고, 커넥션 유지가 필요한 다음 두 메서드가 추가되었다. 참고로 다음 두 메서드는 계좌이체 서비스 로직에서 호출하는 메서드이다.
- findById(Connection con, String memberId)
- update(Connection con, String memberId, int money)
주의 - 코드에서 다음 부분을 주의하자.
- 1. 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 파라미터로 넘어온 커넥션을 사용해야 한다. 따라서 con = getConnection() 코드가 있으면 안된다.
- 2. 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 리포지토리에서 커넥션을 닫으면 안된다. 커넥션을 전달 받은 리포지토리 뿐 아니라 이후에도 커넥션을 이어서 사용하기 때문이다. 이후 서비스 로직이 끝날 때 트랜잭션을 종료하고 닫아야한다.
이제 가장 중요한 트랜잭션 연동 로직을 작성해보자.
기존 MemberServiceV1을 복사해서 새로운 MemberServiceV2를 만들자.
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
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(fromId, toId, money, con);
con.commit(); //성공시 커밋
} catch (Exception e) {
con.rollback(); //실패시 롤백
throw new IllegalStateException(e);
}finally {
release(con);
}
//트랜잭션 시작
//커밋 or 롤백
}
private void bizLogic(String fromId, String toId, int money, Connection con) throws SQLException {
Member fromMember = memberRepository.findById(con, fromId);
Member toMember = memberRepository.findById(con, toId);
memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
validation(toMember);
memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
}
private static void release(Connection con) {
if (con != null) {
try {
con.setAutoCommit(true); //커넥션 풀을 고려
con.close();
} catch (Exception e) {
log.info("error", "message",e);
}
}
}
private static void validation(Member toMember) {
if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
throw new IllegalStateException("이체 중 예외 발생");
}
}
}
- Connection con = dataSource.getConnection();
- 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다.
- con.setAutoCommit(false); // 트랜잭션 시작
- 트랜잭션을 시작하려면 자동 커밋 모드를 꺼야한다. 이렇게 하면 커넥션을 통해 세션에 set autocommit false가 전달되고, 이후부터는 수동 커밋 모드로 동작한다. 이렇게 자동 커밋 모드를 수동 커밋 모드로변경하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 표현한다.
- bizLogic(con, fromId, toId, money);
- 트랜잭션이 시작된 커넥션을 전달하면서 비즈니스 로직을 수행한다.
- 이렇게 분리한 이유는 트랜잭션을 관리하는 로직과 실제 비즈니스 로직을 구분하기 위함이다.
- memberRepository.update(con..) : 비즈니스 로직을 보면 리포지토리를 호출할 때 커넥션을 전달하는 것을 확인할 수 있다.
- con.commit(); //성공시 커밋
- 비즈니스 로직이 정상 수행되면 트랜잭션을 커밋한다.
- con.rollback(); //실패시 롤백
- catch(Ex){}를 사용하여 비즈니스 로직 수행 도중 예외가 발생하면 트랜잭션을 롤백한다.
- release(con);
- finally{}를 사용해서 커넥션을 모두 사용하고 나면 안전하게 종료한다. 그런데 커넥션 풀을 사용하면 con.close()를 호출했을 때 커넥션이 종료되는 것이 아니라 풀에 반납된다. 현재 수동 커밋 모드로 동작하기 때문에 풀에 돌려주기 전에 기본 값인 자동 커밋모드로 변경하는 것이 안전하다.
@RequiredArgsConstructor
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);
memberService = new MemberServiceV2(dataSource, memberRepository);
}
@AfterEach
void after() throws SQLException {
memberRepository.delete(MEMBER_A);
memberRepository.delete(MEMBER_B);
memberRepository.delete(MEMBER_EX);
}
@Test
@DisplayName("정상 이체")
public void accountTransfer() throws Exception{
//given
Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
memberRepository.save(memberA);
memberRepository.save(memberB);
//when
memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);
//then
Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());
Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
}
@Test
@DisplayName("이체중 예외 발생")
public void accountTransferEx() throws Exception{
//given
Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
Member memberEX = new Member(MEMBER_EX, 10000);
memberRepository.save(memberA);
memberRepository.save(memberEX);
//when
assertThatThrownBy(() -> memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberEX.getMemberId(), 2000))
.isInstanceOf(IllegalStateException.class);
//then
Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
Member findMemberB = memberRepository.findById(memberEX.getMemberId());
Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(10000);
}
}
정상이체 - accountTransfer()
기존 로직과 같아서 생략한다.
이체중 예외 발생 - accountTransferEx()
- 다음 데이터를 저장해서 테스트를 준비한다.
- memberA 10000원
- memberEx 10000원
- 계좌 이체 로직을 실행한다.
- memberService.accountTransfer()를 실행한다.
- 커넥션을 생성하고 트랜잭션을 시작한다.
- memberA -> memberEx로 2000원 계좌이체한다.
- memberA의 금액이 2000원 감소한다.
- memberEx회원의 ID는 ex이므로 중간에 예외가 발생한다.
- 예외가 발생했으므로 트랜잭션을 롤백한다.
- 계좌이체는 실패했다. 롤백을 수행해서 memberA의 돈이 기존 10000원으로 복구되었다.
- memberA 10000원 - 트랜잭션 롤백으로 복구된다.
- memberEx 10000원 - 중간에 실패로 로직이 수행되지 않았다. 따라서 그대로 10000원으로 남아있게 된다.
트랜잭션 덕분에 계좌이체가 실패할 때 롤백을 수행해서 모든 데이터를 정상적으로 초기화 할 수 있게 되었다. 결과적으로 계좌이체를 수행하기 직전으로 돌아가게 된다.
남은 문제
애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 적용하려면 서비스 계층이 매우 지저분해지고, 생각보다 매우 복잡한 코드를 요구한다. 추가로 커넥션을 유지하도록 코드를 변경하는 것도 쉬운 일은 아니다. 다음 시간에는 스프링을 사용해서 이런 문제들을 하나씩 해결해보자.
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