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JPA가 제공하는 기능은 크게 엔티티와 테이블을 매핑하는 설계 부분과 매핑한 엔티티를 실제 사용하는 부분으로 나눌 수 있다.
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이 장에서는 매핑한 엔티티를 엔티티 매니저를 통해 어떻게 사용하는지 알아보자.
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엔티티 매니저는 엔티티를 저장하고 수정하고, 삭제하고, 조회하는 등 엔티티와 관련된 모든 일을 처리한다.
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개발잡 입장에서 엔티티 매니저는 엔티티를 저장하는 가상의 데이터베이스로 생각하면 된다.
1. 엔티티 매니저 팩토리와 엔티티 매니저
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데이터베이스를 하나만 사용하는 어플리케이션은 EntityManagerFactory를 하나만 생성한다. 다음은 엔티티 매니저 팩토리를 생성하는 코드다.
// 비용이 아주 많이 든다.
EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook");
Java
복사
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이를 호출하면 META-INF/persistence.xml에 있는 정보를 바탕으로 EntityManagerFactory를 생성한다.
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엔티티 매니저 팩토리를 만드는 비용은 상당히 크다. 따라서 한 개만 만들어서 애플리케이션 전체에서 공유하도록 설계되어 있다.
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반면 엔티티 매니저를 생성하는 비용은 거의 들지 않으며 엔티티 매니저 팩토리는 thread-safe하며 서로 다른 스레드 간에 공유해도 되지만 엔티티 매니저는 여러 스레드가 동시에 접근하면 동시성 문제가 발생한다.
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엔티티 매니저는 데이터베이스 연결이 필요한 시점까지 커넥션을 획득하지 않으며 트랜잭션을 시작하는 경우에 커넥션을 획득한다.
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하이버네이트를 포함한 JPA 구현체들은 EntityManagerFactory를 생성할 때, 커넥션 풀도 만드는데, 이것은 J2SE 환경에서 사용하는 방법이다.
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JPA를 J2EE 환경에서 사용하면 해당 컨테이너가 제공하는 데이터 소스를 사용한다.
2. 영속성 컨텍스트란?
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영속성 컨텍스트란 엔티티를 영구 저장하는 환경이라는 뜻으로 해석해볼 수 있다.
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엔티티 매니저로 엔티티를 저장하거나 조회하면 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트에 엔티티를 보관하고 관리한다.
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persist(object); 메소드는 엔티티 매니저를 사용해서 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한다.
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영속성 컨텍스트는 엔티티 매니저를 생성할 때 하나 만들어지고 엔티티 매니저를 통해서 접근, 관리할 수 잇다.
여러 엔티티 매니저가 같은 영속성 컨텍스트에 접근할 수도 있다. 이런 상황은 추후 다루도록 하겠다.
3. 엔티티의 생명주기
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비영속(new/transient): 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
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엔티티 객체를 생성했다. 순수한 자바 객체 상태로 아직 저장하지 않은 상태다.
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영속성 컨텍스트나 데이터베이스와는 전혀 관련이 없는 상태다.
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영속(managed): 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
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엔티티 매니절르 통해서 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장하여 영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티를 영속 상태라 한다.
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결국 영속 상태라는 것은 영속성 컨텍스트에 의해 관리된다는 뜻이다.
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em.find()나 JPQL을 사용해서 조회한 엔티티도 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태다.
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준영속(detached): 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
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영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않게되는 경우를 준영속 상태라 한다.
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특정 엔티티를 준영속 상태로 만들려면 em.detach()를 호출하면 된다. em.close()를 호출해서 영속성 컨텍스트를 닫거나 em.clear()를 호출하여 초기화하는 경우도 준영속 상태가 된다.
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삭제(removed): 삭제된 상태
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엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제한 상태다.
4. 영속성 컨텍스트의 특징
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영속성 컨텍스트와 식별자 값
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영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값으로 구분하므로 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다.
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식별자 값이 없으면 예외가 발생한다.
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영속성 컨텍스트와 데이터베이스 저장
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영속성 컨텍스트에 저장한 엔티티는 어느 시점에 데이터베이스에 저장될까?
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JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 저장된 엔티티를 데이터베이스에 반영하는데, 이것을 flush라 한다.
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영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하면 다음과 같은 장점이 있다.
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1차 캐시
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같은 트랜잭션 내에서 동일성 보장
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트랜잭션을 지원하는 쓰기 연산
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변경 감지
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지연 로딩
1. 엔티티 조회
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영속성 컨텍스트는 내부에 캐시를 가지고 있는데 이를 1차 캐시라 한다. 영속 상태의 엔티티는 모두 이곳에 저장된다.
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영속성 컨텍스트 내부에 Map이 하나 있는데, 키는 @Id로 매핑한 식별자고 값은 엔티티 객체다.
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em.find()를 호출하면 우선 1차 캐시에서 식별자 값으로 엔티티를 찾는데, 존재하면 데이터베이스까지 조회하지 않고 메모리에 있는 캐시에서 엔티티를 조회한다.
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만약 존재하지 않는 경우, 엔티티 매니저는 데이터베이스를 조회해서 엔티티를 생성하고 1차 캐시에 저장한 후 영속 상태의 엔티티를 반환한다.
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이 과정에서 영속 엔티티의 동일성 또한 보장한다. 동일한 1차 캐시에 있는 같은 엔티티 인스턴스를 반환하기 때문으로 영속성 컨텍스트는 성능상 이점과 엔티티의 동일성을 보장한다.
JPA는 1차 캐시를 통해 REPEATABLE READ 등급의 트랜잭션 격리 수준을 어플리케이션에서 제공한다는 장점이 있다.
2. 엔티티 등록
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엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스에 엔티티를 저장하지 않고 내부 쿼리 저장소에 쿼리를 차곡차곡 모아두다 트랜잭션을 커밋할 때 모아둔 쿼리를 한 번에 보낸다.
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이를 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이라 한다.
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트랜잭션을 커밋하면 우선 엔티티 매니저는 영속성 컨텍스트를 플러시한다. 플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화하는 작업이다.
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이렇게 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 동기화한 후 실제 데이터베이스 트랜잭션을 커밋한다.
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이 기능을 잘 활용하면 모아둔 쿼리를 데이터베이스에 한 번에 전달해서 성능을 최적화할 수 있다.
3. 엔티티 수정
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SQL을 사용하면 수정 쿼리를 직접 작성해야 하는데, 프로젝트가 점점 커지고 요구사항이 늘면서 수정 쿼리도 점점 추가된다.
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이런 방식의 문제점은 수정 쿼리가 많아지는 것은 물론이고 비즈니스 로직을 분석하기 위해 SQL을 계속 확인해야 한다. 이때문에 직, 간접적으로 비즈니스 로직이 SQL에 의존하게 된다.
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JPA로 엔티티를 수정할 때는 단순히 엔티티를 조회해서 데이터만 변경하면 된다.
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이렇게 엔티티의 변경사항을 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능을 변경 감지라 한다.
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JPA는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 보관할 때, 최초 상태를 복사해서 저장해두는 데 이를 스냅샷이라 한다. 그리고 플러시 시점에 스냅샷과 엔티티를 비교하여 변경된 엔티티를 찾는다.
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변경 감지는 영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티에만 적용된다. 비영속, 준영속처럼 영속성 컨텍스트의 관리를 받지 못하는 엔티티는 값을 변경해도 데이터베이스에 반영되지 않는다.
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JPA의 기본 전략은 엔티티의 모든 필드를 업데이트하는 것이다.
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다만 필드가 많거나 저장되는 내용이 너무 크다면 수정된 데이터만 사용해서 동적으로 UPDATE SQL을 생성하는 전략(객체에 @DynamicUpdate 어노테이션)을 사용하면 된다.
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컬럼이 30개 이상이 되면 정적 수정 쿼리보다 동적 수정 쿼리의 성능이 더 좋다고 한다.
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환경마다 다르므로 적용시킬 것이라면 직접 테스트해보고 결정하자.
4. 엔티티 삭제
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엔티티를 삭제하려면 먼저 삭제 대상 엔티티를 조회해야 한다. 조회 후, em.remove(object)를 호출하면 엔티티를 삭제한다.
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즉시 삭제하는 것은 아니다. 삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL에 저장 후 트랜잭션이 종료되는 시점에 커밋, 롤백을 수행한다.
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em.remove()를 호출하는 순간 해당 객체는 영속성 컨텍스트에서 제거되므로 삭제된 상태가 된다. 이렇게 삭제된 엔티티는 재사용하지 말고 자연스럽게 가비지 컬렉터가 처리하도록 두는 것이 좋다.
5. 플러시
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플러시는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영한다. 플러시를 실행하면 구체적으로 다음과 같은 일이 일어난다.
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변경 감지가 동작해서 영속성 컨텍스트에 있는 모든 엔티티를 스냅샷과 비교해서 수정된 엔티티를 찾는다. 수정된 엔티티는 수정 쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록한다.
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쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전달한다.
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영속성 컨텍스트를 플러시하는 방법은 3가지다.
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em.flush()를 직접 호출한다.
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테스트나 다른 프레임워크와 JPA를 함께 사용할 때를 제외하고는 거의 사용하지 않는다.
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트랜잭션 커밋 시 플러시가 자동 호출된다.
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JPQL 쿼리 실행 시 플러시가 자동 호출된다.
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JPQL 쿼리의 경우, 영속성 컨텍스트를 조회하지 않으므로 앞서 플러시를 호출한다. find()는 플러시를 실행하지 않는다.
6. 준영속
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영속성 컨텍스트가 관리하는 영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리된 것을 준영속 상태라 한다. 따라서 준영속 상태의 엔티티는 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용할 수 없다.
1. 엔티티를 준영속 상태로 전환: detach()
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em.detach(object)를 이용하면 더이상 영속성 컨텍스트는 해당 객체를 관리하지 않는다.
2. 영속성 컨텍스트 초기화: clear()
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em.detach()가 특정 엔티티 하나를 준영속 상태로 만들었다면 em.clear()는 영속성 컨텍스트를 초기화해서 해당 영속성 컨텍스트의 모든 엔티티를 준영속 상태로 만든다.
3. 영속성 컨텍스트 종료: close()
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영속성 컨텍스트를 종료해도 해당 영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티가 모두 준영속 상태가 된다.
4. 준영속 상태의 특징
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거의 비영속 상태에 가깝다.
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영속성 컨텍스트가 관리하지 않으므로 1차 캐시, 쓰기 지연, 변경 감지, 지연 로딩을 포함한 영속성 컨텍스트가 제공하는 어떠한 기능도 동작하지 않는다.
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식별자 값을 가지고 있다.
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비영속 상태는 식별자 값이 없을 수 있지만 준영속 상태는 한 번 영속 상태였으므로 반드시 식별자 값을 가지고 있다.
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지연 로딩을 할 수 없다.
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지연 로딩은 실제 객체 대신 프록시 객체를 로딩해두고 해당 객체를 실제 사용할 때, 영속성 컨텍스트를 통해 데이터를 불러오는 방법이다.
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준영속 상태는 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으므로 지연 로딩 시 문제가 발생한다.
5. 병합: merge()
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준영속 상태의 엔티티를 다시 영속 상태로 변경하려면 병합을 사용하면 된다.
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merge() 메소드는 준영속 상태의 엔티티를 받아 그 정보로 새로운 영속 상태의 엔티티를 변환한다.
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비영속 엔티티도 영속 상태로 만들 수 있다.
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merge()는 매개변수로 넘어온 엔티티의 식별자 값으로 영속성 컨텍스트를 조회하고 찾는 엔티티가 없으면 데이터베이스에서 조회한다. 만약 데이터베이스에도 없다면 새로운 엔티티를 생성해서 병합한다.
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병합은 준영속, 비영속을 신경쓰지 않는다. 식별자 값이 존재해 엔티티를 조회할 수 있으면 병합하고 조회할 수 없으면 새로 생성해서 병합한다.
7. 정리
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엔티티 매니저는 엔티티 매니저 팩토리에서 생성한다. 자바를 직접 다루는 J2SE 환경에서 엔티티 매니저를 만들면 그 내부에 영속성 컨텍스트도 함께 만들어진다.
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이 영속성 컨텍스트는 엔티티 매니저를 통해 접근할 수 있다.
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영속성 컨텍스트는 어플리케이션과 데이터베이스 사이에서 객체를 보관하는 가상의 데이터베이스 같은 역할을 한다.
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덕분에 1차 캐시, 동일성 보장, 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연, 변경 감지, 지연 로딩 기능을 사용할 수 있다.
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영속성 컨텍스트에 저장한 엔티티는 플러시 시점에 데이터베이스에 반영되며 일반적으로 트랜잭션을 커밋하는 경우 플러시 된다.
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영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티를 영속 상태의 엔티티라 하는데 영속성 컨텍스트가 이를 더 이상 관리하지 못하면 그 엔티티는 준영속 상태의 엔티티라 한다.
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준영속 상태의 엔티티는 더는 영속성 컨텍스트의 관리르 받지 못하므로 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능들을 사용할 수 없다.
