[F-Lab 페이백 모각코 58일차] 스프링 JPA 영속성 컨텍스트란?

스프링 JPA 영속성 컨텍스트란?

스프링 JPA의 영속성 컨텍스트는 엔터티를 영구 저장하는 환경을 의미합니다. JPA는 데이터베이스와의 통신에서 발생하는 많은 작업과 변환 작업을 담당하며, 이러한 작업들은 대부분 영속성 컨텍스트 내에서 처리됩니다.

영속성 컨텍스트의 주요 특징 및 기능은 다음과 같습니다:

1. 1차 캐시: 영속성 컨텍스트는 내부에 1차 캐시를 가지고 있어서, 데이터베이스에서 데이터를 가져올 때 해당 데이터를 캐시에 저장합니다. 동일한 데이터를 다시 조회하려고 할 때는 캐시에서 가져와서 데이터베이스와의 불필요한 통신을 줄입니다.
2. 영속 상태의 엔터티 관리: 영속성 컨텍스트에 저장된 엔터티는 '영속 상태'에 있습니다. 이 상태의 엔터티는 변경 감지(Dirty Checking) 기능을 통해 엔터티의 변경을 감지하고, 이를 데이터베이스에 자동으로 반영할 수 있습니다.
3. 지연 로딩 및 즉시 로딩: 엔터티와 연관된 다른 엔터티들을 언제 로딩할 것인지, 지연 로딩(lazy loading) 또는 즉시 로딩(eager loading) 전략을 통해 결정할 수 있습니다.
4. 트랜잭션과의 연계: 영속성 컨텍스트는 트랜잭션의 생명 주기와 깊게 연관되어 있습니다. 트랜잭션을 커밋할 때, 영속성 컨텍스트에 있는 변경 내역이 데이터베이스에 반영됩니다.

이러한 기능들은 애플리케이션과 데이터베이스 간의 작업을 효율적으로 만들어 줍니다. 또한, 애플리케이션 개발자가 데이터베이스와의 상호작용에 대한 세부적인 처리를 걱정하지 않고 비즈니스 로직에 집중할 수 있도록 도와줍니다.

엔티티란?

엔터티는 JPA (Java Persistence API)에서 데이터베이스의 테이블을 자바 클래스로 표현한 것을 말합니다.

엔터티의 주요 특징은 다음과 같습니다:

1. 테이블과 매핑: 데이터베이스의 테이블과 직접 매핑되는 클래스입니다.
2. 식별자: 모든 엔터티는 고유하게 식별될 수 있는 키를 가져야 합니다. 이 키는 데이터베이스의 기본 키(Primary Key)와 매핑됩니다.
3. 주요 애노테이션: @Entity 애노테이션을 사용하여 클래스가 엔터티임을 선언합니다. 또한, @Id 애노테이션으로 기본 키와 매핑되는 필드를 지정합니다.
4. 상태 정보 보유: 엔터티 클래스는 해당 테이블의 레코드에 해당하는 데이터를 멤버 변수(필드)로 보유하며, 이 필드들의 값은 데이터베이스와 동기화됩니다.

예를 들어, 데이터베이스에 User라는 테이블이 있고, 이 테이블에는 id, name, age라는 컬럼이 있다고 가정하면, 이를 엔터티로 표현하면 다음과 같이 될 수 있습니다:

@Entity
public class User {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String name;
    private int age;

    // getter, setter 및 다른 메서드들...
}

이렇게 JPA를 사용하면, 데이터베이스의 테이블과 자바 객체간의 매핑을 쉽게 관리할 수 있게 됩니다.

영속성 컨텍스트가 저장 되는 위치는

영속성 컨텍스트는 데이터베이스 내부의 메모리가 아닙니다. 영속성 컨텍스트는 JPA를 구현하는 애플리케이션 서버의 메모리, 즉 JVM(Java Virtual Machine)의 힙 영역 내에서 관리됩니다.

영속성 컨텍스트의 주요 목적은 엔터티의 생명 주기를 관리하고, 데이터베이스와의 작업을 최적화하는 것입니다. 따라서, 엔터티의 상태 변경을 추적하거나 1차 캐시 기능을 활용하여 반복된 데이터베이스 액세스를 줄이는 등의 역할을 합니다.

결론적으로, 영속성 컨텍스트는 애플리케이션 서버에서 실행되는 JVM 메모리 내에서 관리되며, 데이터베이스 내부 메모리와는 별개의 공간에 위치합니다.

영속성 컨텍스트가 지워지는 경우

맞습니다. 영속성 컨텍스트가 JVM의 메모리 안에 있기 때문에 전원이 끊기거나 애플리케이션 서버가 종료되면 해당 영속성 컨텍스트도 사라집니다. 그리고 영속성 컨텍스트 내의 엔터티 객체들은 일반 자바 객체이기 때문에 GC의 대상이 될 수 있습니다.

"영속성"이라는 용어가 혼동을 일으킬 수 있는데, 이 용어는 엔터티가 데이터베이스와 동기화된 상태를 의미하며, JVM 메모리 상에서 영구적으로 보존된다는 의미가 아닙니다. 실제로, 데이터베이스에 반영되지 않은 변경사항은 JVM이 종료되거나 GC에 의해 영속성 컨텍스트가 소멸되면 사라질 수 있습니다.

따라서, 중요한 변경사항을 영속성 컨텍스트에만 두고 데이터베이스에 반영하지 않으면 데이터 손실의 위험이 있습니다. 이러한 이유로, 변경사항이 있을 때는 가능한 빨리 데이터베이스에 반영(commit)하는 것이 좋습니다.

GC가 특정 엔터티 객체를 회수하지 않도록 따로 마킹하는 것은 아닙니다. 영속성 컨텍스트의 수명 주기와 엔터티의 수명 주기는 엔터티 매니저 및 트랜잭션의 관리 아래 있기 때문에, 필요한 순간까지 메모리에 보존되고, 그 이후에는 GC의 대상이 될 수 있습니다.

영속성 컨텍스트의 장단점

장점:

1. 1차 캐시: 영속성 컨텍스트는 1차 캐시를 가지고 있습니다. 따라서 같은 트랜잭션 내에서 동일한 엔티티에 대한 조회는 데이터베이스 접근 없이 메모리 상에서 처리될 수 있어 성능 향상이 있습니다.
2. 변경 감지(Dirty Checking): 영속 상태의 엔티티는 변경 감지를 통해 자동으로 데이터베이스에 반영될 수 있습니다. 이로 인해 개발자는 직접 업데이트 쿼리를 작성할 필요가 없어 개발이 편리해집니다.
3. 지연 쓰기 (Write Behind): 영속성 컨텍스트는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 실제 데이터베이스에 변경사항을 반영하지 않습니다. 이를 통해 불필요한 데이터베이스 액세스를 줄여 성능을 향상시킵니다.

단점:

1. 메모리 사용: 영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티들은 메모리를 사용하게 됩니다. 많은 수의 엔티티가 영속 상태로 관리될 경우 메모리 부족 문제가 발생할 수 있습니다.
2. 복잡성: 영속성 컨텍스트의 생명주기, 엔티티의 생명주기, 캐시 동작 등을 이해하고 관리해야 하므로 JPA를 사용하는데 있어서 복잡성이 증가할 수 있습니다.

결론적으로, 영속성 컨텍스트는 JPA의 핵심적인 부분이며, 이를 잘 이해하고 활용하면 데이터베이스 작업의 생산성과 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 하지만 메모리 사용량과 복잡성에 주의해야 합니다.

영속성 컨테스트의 1차 캐시 (메모리 or CPU or What)

아니요, JPA에서의 "1차 캐시"는 CPU나 메모리 아키텍처에서의 1차 캐시와는 다른 의미입니다.

JPA의 1차 캐시는 영속성 컨텍스트 내부에 존재하는 캐시를 말합니다. 이 캐시는 해당 트랜잭션 내에서만 유효한, 즉 특정 엔터티 매니저 혹은 세션 내에서만 유효한 캐시입니다.

1차 캐시의 주요 기능은 다음과 같습니다:

1. 동일한 트랜잭션 내에서의 중복 조회 방지: 같은 트랜잭션 내에서 동일한 엔티티를 여러 번 조회할 경우, 첫 번째 조회 이후에는 데이터베이스로의 추가적인 접근 없이 1차 캐시에서 정보를 가져옵니다. 이로 인해 성능 향상이 가능합니다.
2. 변경 감지(Dirty Checking): 1차 캐시는 엔티티의 원본 상태를 보관합니다. 따라서 트랜잭션 커밋 시, 현재 엔티티의 상태와 1차 캐시에 저장된 원본 상태를 비교하여 변경된 부분만 데이터베이스에 반영합니다.

JPA의 1차 캐시는 JVM의 힙 메모리 내에 위치하게 됩니다. CPU의 캐시나 메모리의 캐시와는 직접적인 연관이 없습니다.

영속성 컨테스트의 1차 캐시 → 소프트웨어적 구현

네, 맞습니다. JPA에서 말하는 "1차 캐시"는 소프트웨어적인 구현에 해당하며, JVM의 힙 메모리 내에서 엔터티 매니저 혹은 세션 별로 관리됩니다. 이것은 하드웨어적인 메모리 구조나 CPU의 캐시와는 다른 개념입니다.

반면, 컴퓨터 아키텍처에서 말하는 "1차 캐시"(L1 캐시)는 CPU 내부에 있는 물리적인 메모리로, CPU 코어가 직접 액세스 할 수 있는 가장 빠른 메모리 영역을 의미합니다.

따라서, JPA의 1차 캐시와 하드웨어의 1차 캐시는 각각 소프트웨어와 하드웨어의 영역에서 사용되는, 서로 다른 개념입니다. JPA의 1차 캐시는 데이터베이스 액세스를 최적화하기 위한 소프트웨어적인 메커니즘입니다.

JPA 영속성 컨텍스트의 1차 캐시에 대해 좀 더 자세히

네, 알겠습니다. JPA의 1차 캐시에 대해 자세히 설명드리겠습니다.

JPA의 1차 캐시는 영속성 컨텍스트 내부에서 엔터티를 관리하기 위한 메모리 영역입니다. 각각의 엔터티 매니저 혹은 세션마다 독립적인 1차 캐시를 가지며, 트랜잭션 범위 내에서만 유효하게 됩니다.

1차 캐시의 주요 특징:

1. 트랜잭션 범위: 1차 캐시는 트랜잭션 시작부터 종료까지 유효하며, 트랜잭션이 종료되면 해당 1차 캐시도 초기화됩니다.
2. 중복 조회 방지: 같은 트랜잭션 내에서 동일한 엔티티에 대한 조회가 여러 번 발생할 경우, 첫 번째 조회 후에는 1차 캐시에 저장된 정보를 사용합니다. 이로 인해 불필요한 데이터베이스 액세스를 줄일 수 있습니다.
3. 변경 감지 (Dirty Checking): 1차 캐시는 엔터티의 원본 상태를 유지합니다. 트랜잭션 커밋 시, 현재 엔티티의 상태와 1차 캐시의 원본 상태를 비교하여 변경된 부분만 데이터베이스에 반영합니다.

1차 캐시의 장단점:

장점:

• 데이터베이스 액세스 최적화: 동일한 트랜잭션 내에서의 중복 조회를 방지하여 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• 변경 감지를 통한 개발의 편리성: 개발자는 데이터베이스의 업데이트 쿼리를 직접 작성할 필요가 없습니다.

단점:

• 메모리 사용: 많은 양의 엔터티를 영속화하면 메모리 사용량이 증가합니다.
• 트랜잭션 범위 내에서만 유효하므로, 트랜잭션을 넘어서는 캐시 기능을 원할 경우 2차 캐시를 고려해야 합니다.

하드웨어의 1차 캐시(L1 캐시)와 비교하면, JPA의 1차 캐시는 물리적인 속도보다는 데이터베이스 액세스의 효율성을 위해 설계된 소프트웨어적인 메커니즘입니다. 따라서 용도와 목적이 매우 다릅니다.

영속성 컨텍스트의 1차 캐시 속도

JPA의 1차 캐시는 JVM의 힙 메모리 영역 중 일부를 사용하여 엔터티들의 상태를 관리하며, 이러한 관리 방식을 통해 데이터베이스 액세스의 효율성을 높입니다.

1차 캐시의 도입 배경은 주로 두 가지 포인트에 있습니다:

1. 데이터베이스 액세스 최적화: 동일한 트랜잭션 내에서 동일한 엔티티에 대한 중복 액세스를 줄여서 성능을 향상시키려는 목적입니다. 이로 인해 불필요한 데이터베이스 쿼리 실행을 줄일 수 있습니다.
2. 변경 감지: 영속성 컨텍스트가 엔터티의 원래 상태와 현재 상태를 비교하여 자동으로 변경을 감지하고, 이를 바탕으로 필요한 데이터베이스 연산을 결정합니다.

따라서, 영속성 컨텍스트와 1차 캐시는 JPA를 사용하는 애플리케이션에서 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 개발자는 데이터베이스와의 상호작용을 더 간편하게 처리할 수 있으며, 동시에 애플리케이션의 성능도 최적화할 수 있게 됩니다.

Q. 음 여기까지는 이해한 것 같아

마치 큰 물류창고가 있는데 내부의 구조와 시스템을 어떻게 설계하고 활용하기에 따라서 그 물류창고의 성능과 기능이 달라지는 것처럼 영속성 컨텍스트와 1차캐시, 그리고 경우에 따라 2차 캐시가 존재한다면 잘쓰면 메모리를 더 효과적으로 쓸 수 있겟네 DB와 효과적으로 통신하고 데이터 읽기/쓰기등이 가능하겟네

영속성 컨텍스트와 1차 캐시, 그리고 선택적으로 사용하는 2차 캐시는 사실상 데이터베이스와 애플리케이션 사이의 "물류창고"와 같은 역할을 합니다. 이러한 "창고"는 데이터베이스와 애플리케이션 사이에서 데이터 흐름을 관리하고, 필요에 따라 데이터를 임시 저장하여 효율적인 데이터 처리를 돕습니다.

1차 캐시와 2차 캐시를 잘 활용하면, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다:

1. 성능 향상: 데이터베이스 액세스 횟수를 줄여, 애플리케이션의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.
2. 트래픽 감소: 데이터베이스 서버와의 트래픽을 감소시켜, 데이터베이스 서버에 미치는 부담을 줄일 수 있습니다.
3. 개발의 편의성: JPA와 같은 ORM 프레임워크를 통해, 복잡한 데이터베이스 연산을 보다 간편하게 처리할 수 있게 됩니다.

물론, 영속성 컨텍스트와 캐시 시스템을 사용할 때에는 객체 상태 관리, 트랜잭션 관리 등의 복잡성도 고려해야 하므로, 이러한 시스템을 설계하고 사용할 때에는 섬세한 주의가 필요합니다.

앞서 말씀하신 것처럼, 물류창고의 내부 구조와 시스템을 잘 설계하고 활용하면, 창고의 성능과 기능이 크게 향상되는 것과 같은 원리가 여기에도 적용됩니다.

EntityManger

EntityManager는 JPA에서 중요한 역할을 하는 인터페이스입니다. EntityManager는 주로 엔터티 객체의 생명 주기를 관리하며, 데이터베이스와의 CRUD 작업을 담당합니다. EntityManager를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근하고 관리할 수 있습니다.

EntityManager의 주요 기능:

1. 엔터티의 생명 주기 관리: EntityManager를 사용하여 엔터티 객체의 생명 주기(영속화, 준영속화, 병합, 삭제 등)를 관리할 수 있습니다.
2. 검색 기능: EntityManager를 사용하여 데이터베이스로부터 엔터티를 검색할 수 있습니다.
3. 트랜잭션 관리: EntityManager 내에서 트랜잭션을 시작하거나 커밋할 수 있습니다.

주요 메소드:

• persist(Object entity): 주어진 엔터티를 영속성 컨텍스트에 영속화합니다.
• merge(T entity): 주어진 엔터티의 상태를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에 반영합니다.
• remove(Object entity): 주어진 엔터티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제합니다.
• find(Class<T> entityClass, Object primaryKey): 주어진 클래스와 기본 키를 사용하여 엔터티를 검색합니다.
• createQuery(String qlString): JPQL(JPA Query Language)을 사용하여 쿼리를 생성합니다.
• getTransaction(): 현재 EntityManager의 트랜잭션을 반환합니다.

주의점:

1. EntityManager는 스레드에 안전하지 않습니다. 따라서 여러 스레드에서 동시에 하나의 EntityManager 인스턴스를 공유해서 사용하는 것은 권장되지 않습니다.
2. 대부분의 애플리케이션에서 EntityManager는 요청 당 하나씩 생성되고, 요청이 끝나면 종료되는 패턴을 따르게 됩니다.
3. EntityManager의 여러 메소드들은 특정 트랜잭션 범위 내에서만 작동하므로, 트랜잭션 관리에 주의를 기울여야 합니다.

결론적으로, EntityManager는 JPA의 핵심적인 부분으로, 엔터티와 데이터베이스 간의 중개자 역할을 수행합니다. 올바른 방법으로 EntityManager를 사용하면 데이터베이스 관련 작업을 효과적으로 처리할 수 있습니다.

EntityManger 인터페이스

EntityManager는 JPA 스펙에 정의된 인터페이스입니다. 실제로 이 인터페이스의 구현체는 JPA의 구현체인 하이버네이트, EclipseLink, OpenJPA 등의 프레임워크에서 제공됩니다.

예를 들어, 하이버네이트의 경우 EntityManager 인터페이스를 구현하는 Session 객체를 내부적으로 사용합니다. 사용자는 대부분 JPA의 API를 통해서 작업을 진행하지만, 실제 동작은 하이버네이트와 같은 JPA 구현체에서 이루어집니다.

즉, 개발자는 EntityManager의 API를 사용하면, 내부적으로는 해당 JPA 구현체의 코드가 동작하게 됩니다. 이렇게 인터페이스와 구현체를 분리함으로써, 개발자는 특정 JPA 구현체에 종속되지 않고 코드를 작성할 수 있습니다. 필요에 따라서 다른 JPA 구현체로 변경하는 것도 상대적으로 간단해집니다.

요약하면, EntityManager는 인터페이스이며, 실제 메소드의 구현은 JPA의 구현체(예: 하이버네이트)에서 제공됩니다. 개발자는 이 인터페이스를 통해 엔터티의 생명주기를 관리하고, 내부적으로는 구현체가 실제 동작을 합니다.

EntityManager 인터페이스와 EntityManager구현체

JPA는 사실상 자바의 ORM 표준 스펙입니다. 그래서 JPA 자체는 구현체를 갖고 있지 않습니다. 대신, JPA를 기반으로 한 여러 구현체가 있고, 하이버네이트는 그 중 가장 널리 알려진 구현체 중 하나입니다.

즉, JPA는 ORM에 대한 표준화된 인터페이스나 규약을 제공하며, 실제 동작하는 구현체는 하이버네이트, EclipseLink, OpenJPA 등등 여러 프레임워크에 의해 제공됩니다.

EntityManager도 마찬가지로 JPA 스펙에 정의된 인터페이스이며, 이를 구현한 것은 각각의 JPA 구현체들입니다.

따라서, "JPA가 자체적으로 ORM 기능을 갖고 있다"고 말하기보다는 "JPA는 ORM의 표준 스펙을 정의하고, 이 표준에 따라 여러 구현체가 실제 ORM 기능을 제공한다"고 보는 것이 더 정확합니다.

Entity에 대해 자세히 알려줘

엔터티 (Entity) 정의 엔터티는 JPA에서 데이터베이스의 테이블과 1:1로 매핑되는 자바 객체를 의미합니다. 이 객체는 데이터베이스에 저장되고 검색될 수 있습니다.

엔터티의 주요 특성

1. 식별자: 모든 엔터티는 고유하게 식별될 수 있는 키를 갖습니다. 이를 기본 키(Primary Key)라고 합니다.
2. 비휘발성: 엔터티는 데이터베이스에 저장되어 영구적으로 보존될 수 있습니다.
3. 독립성: 엔터티는 자체적으로 존재할 수 있으며, 다른 엔터티와의 관계에 영향받지 않습니다.

엔터티와 관련된 주석 (Annotations)

1. @Entity: 클래스가 엔터티임을 JPA에게 알려줍니다.
2. @Table: 엔터티와 매핑될 데이터베이스의 테이블을 지정합니다.
3. @Id: 해당 필드가 객체의 기본 키(Primary Key)로 사용될 것임을 지정합니다.
4. @GeneratedValue: 기본 키 생성 전략을 지정합니다. AUTO, SEQUENCE, IDENTITY 등의 전략을 사용할 수 있습니다.
5. @Column: 필드와 데이터베이스 테이블의 컬럼을 매핑합니다.

예제

@Entity
@Table(name = "user")
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(name = "username")
    private String username;

    // Getter, Setter, 기타 메소드 ...
}

이 예제에서 User 클래스는 "user" 테이블과 매핑되는 엔터티로 정의됩니다. "id"는 기본 키로 지정되며, 데이터베이스에서 자동으로 값이 생성됩니다.

결론

엔터티는 JPA의 핵심 개념 중 하나로, 데이터베이스 테이블과 직접적으로 연결되는 자바 객체입니다. 엔터티 클래스와 데이터베이스 테이블 간의 매핑은 주석을 통해 쉽게 정의될 수 있으며, 이를 통해 객체 지향적으로 데이터베이스 작업을 수행할 수 있습니다.

EntityManager 인터페이스 정의 - 구체

EntityManager 인터페이스 정의EntityManager는 JPA에서 핵심적인 역할을 하는 인터페이스입니다. 이 인터페이스를 통해 CRUD(Create, Read, Update, Delete)와 같은 데이터베이스 연산을 수행합니다.

주요 기능 및 메서드

1. 영속성 관리: EntityManager는 엔터티의 생명주기를 관리합니다.
   • persist(Object entity): 새로운 엔터티를 영속 상태로 만듭니다.
   • merge(T entity): 준영속 상태의 엔터티를 영속 상태로 만들거나 수정합니다.
   • remove(Object entity): 엔터티를 제거합니다.
2. 검색 기능: 특정 엔터티를 검색하거나 쿼리를 수행할 수 있습니다.
   • find(Class<T> entityClass, Object primaryKey): 주어진 엔터티의 식별자로 엔터티 인스턴스를 검색합니다.
   • createQuery(String qlString): JPQL 쿼리를 생성합니다.
3. 트랜잭션 관리: 데이터베이스 트랜잭션을 관리할 수 있습니다.
   • getTransaction(): 현재 리소스 트랜잭션 객체를 반환합니다.
4. 캐시 관리: 엔터티 캐시를 관리할 수 있습니다.
   • clear(): 영속성 컨텍스트를 초기화하고, 엔터티를 준영속 상태로 만듭니다.
   • refresh(Object entity): 데이터베이스로부터 엔터티를 다시 읽어옵니다.

주의사항

• EntityManager 인스턴스는 스레드에 안전하지 않습니다. 따라서 각 스레드는 독립된 EntityManager를 사용해야 합니다.

결론

EntityManager는 JPA의 중심 인터페이스로, 엔터티의 생명주기 관리, 데이터베이스 연산, 쿼리 생성 등의 핵심 기능을 제공합니다. 실제 개발에서는 이 인터페이스의 메서드를 활용하여 데이터베이스 작업을 수행합니다. 그러나, 실제 구현은 JPA 구현체(예: 하이버네이트, EclipseLink)에 의해 제공됩니다.

EntityManager 와 영속성 컨텍스트

EntityManagerEntityManager는 JPA의 핵심 컴포넌트로, 엔터티의 생명주기를 관리합니다. 이를 통해 데이터베이스와의 CRUD 작업을 진행합니다.

영속성 컨텍스트 영속성 컨텍스트는 EntityManager에 의해 내부적으로 사용되는 가상의 데이터베이스 연결입니다. 이곳에서 엔터티의 생명주기가 관리됩니다.

EntityManager와 영속성 컨텍스트의 관계

1. 생성: EntityManagerFactory를 통해 EntityManager가 생성될 때, 각 EntityManager는 자신만의 영속성 컨텍스트를 갖게 됩니다.
2. 영속 상태: EntityManager의 persist 메서드를 사용하여 객체를 저장하면, 해당 객체는 영속성 컨텍스트에 저장되며, 이 상태를 영속 상태라 합니다.
3. 1차 캐시: 영속성 컨텍스트 내에는 1차 캐시라는 메모리 영역이 존재합니다. EntityManager를 통해 조회한 엔터티는 이 1차 캐시에 저장됩니다. 동일한 엔터티를 다시 조회하게 되면, 데이터베이스가 아닌 1차 캐시에서 가져와 성능 향상을 기대할 수 있습니다.
4. 트랜잭션 커밋: 트랜잭션을 커밋할 때 영속성 컨텍스트에 있는 엔터티들의 변경사항이 데이터베이스에 반영됩니다.
5. 종료: EntityManager가 종료되면 해당 EntityManager에 연결된 영속성 컨텍스트도 함께 종료됩니다.

핵심 포인트

• EntityManager는 애플리케이션과 데이터베이스 사이의 작업을 중개하는 역할을 합니다.
• 영속성 컨텍스트는 엔터티의 생명주기와 데이터베이스와의 동기화를 담당하는 내부적인 영역입니다.
• 영속성 컨텍스트는 EntityManager와 생명주기를 함께하며, 이를 통해 엔터티의 효과적인 관리와 데이터베이스 작업의 최적화가 가능합니다.

정리하자면, EntityManager는 JPA의 작업을 진행하는 인터페이스이며, 영속성 컨텍스트는 그 작업이 이루어지는 내부적인 공간입니다. 둘은 밀접한 관계를 가지며, 이 두 요소를 잘 이해하고 활용하면 데이터베이스와의 작업을 효율적으로 수행할 수 있습니다.

질문이나 추가적으로 궁금한 사항이 있으시면, 언제든지 알려주세요!

Entity 생명주기

JPA에서 엔터티의 생명주기는 주로 영속성 컨텍스트와 관련된 상태 변화를 중심으로 나뉩니다. 엔터티의 생명주기에는 크게 4가지 상태가 존재합니다.

1. 비영속 (Transient):
   • 엔터티 객체를 새로 생성한 상태를 말합니다.
   • 영속성 컨텍스트나 데이터베이스와는 관련이 없는 상태입니다.
   • 예: Member member = new Member();
2. 영속 (Persistent):
   • 영속성 컨텍스트에 저장된 상태를 말합니다.
   • EntityManager의 persist 메서드를 통해 엔터티를 영속성 컨텍스트에 저장하면, 해당 엔터티는 영속 상태가 됩니다.
   • 이 상태의 엔터티는 트랜잭션을 커밋하는 순간 데이터베이스에 반영됩니다.
   • 예: em.persist(member);
3. 준영속 (Detached):
   • 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태를 말합니다.
   • EntityManager의 detach 또는 clear, close 메서드를 사용하여 엔터티를 영속성 컨텍스트에서 분리할 수 있습니다.
   • 준영속 상태의 엔터티는 영속성 컨텍스트의 관리를 받지 않기 때문에 변경이 데이터베이스에 자동 반영되지 않습니다.
   • 예: em.detach(member);
4. 삭제 (Removed):
   • 엔터티를 영구적으로 삭제한 상태를 말합니다.
   • EntityManager의 remove 메서드를 사용하여 엔터티를 삭제할 수 있습니다.
   • 삭제 상태의 엔터티는 트랜잭션 커밋 시 데이터베이스에서도 삭제됩니다.
   • 예: em.remove(member);

이렇게 JPA에서 엔터티는 비영속, 영속, 준영속, 삭제라는 네 가지 상태를 거치며, 각 상태별로 영속성 컨텍스트와의 관계가 달라집니다. 상태 변화에 따라 데이터베이스와의 동기화 방법도 달라지기 때문에, 이를 잘 이해하고 활용하는 것이 JPA를 효과적으로 사용하는 데 중요합니다.

JPA 영속성 컨텍스트와 쓰기 지연

쓰기 지연 (Write Behind)

쓰기 지연은 JPA의 중요한 특징 중 하나로, 트랜잭션이 커밋되는 시점에 변경된 엔터티의 정보가 일괄적으로 SQL로 변환되어 데이터베이스에 전달되는 것을 의미합니다.

쓰기 지연의 특징 및 장점:

1. 성능 최적화: 데이터베이스와의 통신 횟수를 최소화하므로, 네트워크 비용이나 데이터베이스 처리 비용 등이 절감됩니다.
2. 트랜잭션 내에서의 일관성: 영속성 컨텍스트 내에서는 변경 감지가 계속 일어나지만, 실제 데이터베이스에 반영은 트랜잭션 커밋 시점에 일괄적으로 이루어집니다. 따라서 트랜잭션 내에서는 일관된 상태를 보장받을 수 있습니다.

동작 방식:

1. EntityManager의 persist 메서드를 호출하면, 해당 엔터티는 영속성 컨텍스트 내에 저장됩니다. 이 시점에서는 아직 데이터베이스에 저장되지 않습니다.
2. 트랜잭션을 커밋하는 순간, 영속성 컨텍스트에 존재하는 엔터티들의 변경 내용들이 데이터베이스에 반영될 SQL로 변환됩니다.
3. 변환된 SQL들이 데이터베이스에 전송되고, 이 때 실제 데이터베이스에 변경이 반영됩니다.

예를 들어, 여러 번의 persist 호출을 통해 여러 엔터티를 영속성 컨텍스트에 추가하더라도, 실제 데이터베이스에는 트랜잭션 커밋 시 한 번의 SQL 배치로 데이터가 저장됩니다. 이러한 쓰기 지연 전략 덕분에 애플리케이션의 성능이 향상될 수 있습니다.

다만, 이러한 쓰기 지연 전략을 사용하려면 트랜잭션 관리가 잘 이루어져야 하며, 영속성 컨텍스트의 생명주기 및 동작 방식을 잘 이해하고 있어야 합니다.

Dirty Checking (변경 감지)

Dirty checking은 영속성 컨텍스트에 보관된 엔터티의 상태 변화를 감지하는 기능을 말합니다. JPA에서는 트랜잭션 커밋 시점에 영속성 컨텍스트 내의 엔터티들이 원래 갖고 있던 상태와 비교하여 변동이 있었는지 확인하는 과정을 거칩니다.

동작 방식:

1. 엔터티를 영속성 컨텍스트에 저장하면, 해당 엔터티의 스냅샷(원본 상태)이 저장됩니다.
2. 애플리케이션 로직에서 엔터티의 데이터를 변경하면 영속성 컨텍스트는 그 변경을 감지합니다. 하지만 이 시점에서는 아직 데이터베이스에 반영되지 않습니다.
3. 트랜잭션이 커밋되는 시점에, JPA는 영속성 컨텍스트에 있는 엔터티들의 현재 상태와 스냅샷을 비교합니다.
4. 변경된 엔터티가 있다면 해당 변경을 반영하는 SQL(예: UPDATE문)이 데이터베이스에 전송됩니다.

장점:

1. 코드 최적화: 개발자가 굳이 update 메서드나 쿼리를 직접 호출하지 않아도 JPA가 변경을 감지하고 알아서 데이터베이스에 반영합니다.
2. 성능 향상: 변경된 엔터티만 데이터베이스에 반영하기 때문에 불필요한 데이터베이스 연산을 줄일 수 있습니다.

주의사항:

• 영속성 컨텍스트 외부에서 변경된 엔터티(비영속 상태의 엔터티)는 변경 감지의 대상이 아닙니다.
• Dirty checking은 영속성 컨텍스트가 활성화된 상태에서만 동작합니다.

변경 감지 기능은 JPA의 핵심적인 특징 중 하나로, 이를 통해 애플리케이션의 코드를 간결하게 유지하면서도 데이터베이스와의 통신 효율성을 높일 수 있습니다.

Q.혹시 DB의 data변경이 Dirty Checking되지는 않아?

JPA의 Dirty Checking은 데이터베이스의 직접적인 데이터 변경을 감지하는 것이 아닙니다. JPA의 Dirty Checking은 영속성 컨텍스트 안에 로드된 엔터티 객체의 상태 변화를 추적합니다.

다시 말해서, 만약 다른 사용자나 애플리케이션, 혹은 직접 데이터베이스에서 데이터를 변경했다면, 해당 변경은 JPA의 영속성 컨텍스트에 의해 자동으로 감지되지 않습니다. 이러한 외부에서의 변경을 알아내기 위해서는 별도의 메커니즘을 사용해야 합니다. 예를 들어, 데이터베이스 트리거나 이벤트, 혹은 애플리케이션 레벨에서의 리프레시 기능 등을 활용할 수 있습니다.

즉, Dirty Checking은 JPA가 관리하는 영속성 컨텍스트 안의 엔터티 객체에 대한 변경만을 추적하는 기능입니다. 데이터베이스 자체의 변경을 추적하려면 다른 방법을 사용해야 합니다.

영속성 컨텍스트는 단방향이다

영속성 컨텍스트는 주로 애플리케이션 내부의 엔터티 객체와 데이터베이스 간의 상호작용을 관리하고 최적화하는 역할을 합니다. 그리고 이것은 대체로 애플리케이션에서 데이터베이스로의 단방향적인 흐름에 초점을 맞추고 있습니다.

영속성 컨텍스트의 주요 기능과 특징은 다음과 같습니다:

1. 1차 캐시: 영속성 컨텍스트는 이미 로드된 엔터티에 대한 참조를 내부적으로 관리하며, 동일한 트랜잭션 내에서 동일한 엔터티를 다시 조회할 때 데이터베이스에 다시 접근하지 않고 이 캐시에서 가져옵니다.
2. 변경 감지(Dirty Checking): 앞서 설명했듯이, 영속성 컨텍스트는 엔터티의 상태 변화를 감지하고 해당 변경을 데이터베이스에 반영합니다.
3. 지연 로딩(Lazy Loading): 연관된 엔터티나 컬렉션을 실제로 사용될 때까지 로딩을 지연시킬 수 있습니다.
4. 쓰기 지연(Write Behind): 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 실제 데이터베이스에 쓰기 연산을 지연시킵니다.

이러한 기능들은 애플리케이션과 데이터베이스 간의 효율적인 상호작용을 지원하지만, 데이터베이스의 외부 변경을 자동으로 감지하거나 반응하는 것은 아닙니다. 외부에서의 데이터 변경은 영속성 컨텍스트의 범위 밖에 있으므로, 그러한 변경을 감지하려면 추가적인 전략이나 방법을 사용해야 합니다.

JPA 영속성 컨텍스트의 FLUSH

JPA의 영속성 컨텍스트에서 flush 연산은 매우 중요한 개념입니다. flush는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영하는 작업을 의미합니다. 자세히 살펴보겠습니다.

Flush란?

영속성 컨텍스트는 애플리케이션과 데이터베이스 사이의 중간 계층으로 작용합니다. 영속성 컨텍스트에 있는 엔터티가 변경되었을 때, 이 변경 내용은 즉시 데이터베이스에 반영되는 것은 아닙니다. 여기서 flush 연산이 필요한데, 이 연산을 통해 영속성 컨텍스트의 변경 사항을 데이터베이스에 동기화합니다.

언제 Flush가 발생하는가?

1. 트랜잭션 커밋 시: 트랜잭션이 커밋되는 시점에 자동으로 flush 연산이 발생합니다.
2. 직접 호출 시: EntityManager.flush() 메서드를 직접 호출하여 flush 연산을 수행할 수 있습니다.
3. 쿼리 실행 시: 때로는 쿼리 실행 전에 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영해야 할 수도 있습니다. 이때도 flush 연산이 발생할 수 있습니다.

Flush 모드

EntityManager는 FlushModeType이라는 열거형을 통해 두 가지 flush 모드를 제공합니다.

1. AUTO (기본값): 트랜잭션 커밋 시나 쿼리 실행 시에 자동으로 flush 연산이 발생합니다.
2. COMMIT: 트랜잭션 커밋 시에만 flush 연산이 발생하며, 쿼리 실행 시에는 발생하지 않습니다.

주의 사항

• flush 연산 후에도 영속성 컨텍스트는 클리어되지 않습니다. 즉, 영속성 컨텍스트에 있는 엔터티의 상태는 그대로 유지됩니다.
• 데이터베이스에 반영된 변경 사항이 항상 성공적이라는 보장은 없습니다. flush 연산 후 데이터베이스에서 발생할 수 있는 에러(제약 조건 위반 등)에 대비해야 합니다.
• 필요에 따라 flush 연산을 직접 제어하는 것이 유용할 수 있지만, 너무 자주 flush를 호출하면 성능 이슈가 발생할 수 있습니다.

flush는 JPA를 사용하면서 데이터의 동기화를 위해 반드시 이해해야 할 중요한 개념입니다. 올바른 시점에 적절하게 사용하는 것이 중요합니다.

Q.Flush가 DB에서 작업 진행 후 commit하는 느낌인가? 같지는 않지만 트랜잭션이 완료되고 영속성 컨텍스트를 db에 반영하는 것을 Flush라고 부르는 것 같네 Flush가 발생하는 것은 트랜잭션 완료, 영속성 컨텍스트 변경 감지 후 반영 등이 있겠고

flush와 데이터베이스의 commit은 비슷한 개념으로 느껴질 수 있습니다. 하지만 둘 사이에는 중요한 차이점이 있습니다.

1. Flush: flush는 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영하는 것을 의미합니다. 그러나 이는 데이터베이스 트랜잭션을 완료하는 것이 아닙니다. flush 후에도 현재의 트랜잭션은 계속 진행 중입니다.
2. Commit: 데이터베이스 트랜잭션의 commit은 트랜잭션 범위 내의 모든 연산을 데이터베이스에 확정적으로 반영하는 것을 의미합니다. 즉, commit 후에는 해당 트랜잭션 내의 변경사항이 롤백되지 않습니다.

간단히 말해, flush는 "지금까지 영속성 컨텍스트에 누적된 변경사항들을 데이터베이스에 일단 반영해보자"라는 의미이며, commit은 "이제 이 트랜잭션을 완료하고, 그 내용을 확정하자"라는 의미입니다.

영속성 컨텍스트에서 flush가 발생하면, 변경 감지(dirty checking)를 통해 엔터티의 변경 사항들이 데이터베이스에 반영됩니다. 그러나 이 변경사항들은 아직 확정된 것은 아닙니다. 해당 트랜잭션이 commit되거나 롤백되기 전까지는 데이터베이스의 임시 상태에 머물게 됩니다.

따라서, flush와 commit을 구분하여 이해하는 것이 중요합니다.

Q. flush 후 db에 반영된게 끝이 아니라 db에서도 다시 commit으로 확정이 지어야 해??

flush와 commit은 다르며, 두 단계를 구분해서 생각해야 합니다.

1. Flush: 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영합니다. 이 때 SQL 명령어들이 데이터베이스에 전송되지만, 해당 변경 내용들은 아직 "확정"되지 않았습니다. flush 단계에서는 데이터베이스에 변경사항이 반영되었지만, 데이터베이스 트랜잭션은 아직 종료되지 않았기 때문에 롤백이 가능합니다.
2. Commit: 이 단계에서 데이터베이스 트랜잭션이 종료되며, 그동안의 변경사항들이 확정됩니다. 이 시점 이후론 해당 트랜잭션의 변경사항을 롤백할 수 없습니다.

JPA를 사용하면, 우리는 종종 이러한 세부사항에 대해 신경 쓸 필요가 없게 되지만, 고급 기능을 사용하거나 문제를 디버깅 할 때는 이러한 차이를 이해하는 것이 중요합니다. JPA를 사용할 때 flush를 명시적으로 호출하는 경우가 있지만, 대부분의 경우 트랜잭션 종료 시점에 자동으로 flush와 commit이 차례로 수행됩니다.

Q.트랜잭션에서 commit부분은 반드시 있고 영속성 컨텍스트를 사용한다면 거기엔 flush가 수동이든 자동이든 사용되겟네 반영하고 커밋해야하니까

맞습니다. JPA와 트랜잭션을 함께 사용할 때의 기본 동작 흐름은 다음과 같습니다:

1. 트랜잭션 시작: 트랜잭션 범위가 시작됩니다. 이 때점부터 데이터베이스 연산들은 해당 트랜잭션 컨텍스트 내에서 수행됩니다.
2. 영속성 컨텍스트 동작: 엔터티들에 대한 CRUD 연산이 수행됩니다. 이 때, 실제 데이터베이스에 즉시 반영되는 것이 아니라, 영속성 컨텍스트 내에서만 관리됩니다.
3. Flush: 영속성 컨텍스트의 변경 내용들이 데이터베이스에 반영됩니다. 이 때 실제 SQL 명령이 데이터베이스에 전송됩니다. 하지만 아직 확정된 상태는 아닙니다.
4. 트랜잭션 Commit: 트랜잭션이 성공적으로 종료되면, 그 동안의 변경사항들이 데이터베이스에 확정적으로 반영됩니다. 이는 데이터베이스의 commit 동작에 해당합니다.
5. 트랜잭션 롤백: 만약 중간에 문제가 발생하면, 트랜잭션은 롤백됩니다. 롤백 시점의 영속성 컨텍스트의 변경 내용은 데이터베이스에 반영되지 않습니다.

대부분의 경우, 개발자는 명시적으로 flush를 호출할 필요가 없습니다. 트랜잭션 종료 시점에서 JPA 구현체가 자동으로 flush와 commit을 수행하기 때문입니다. 그러나 특정 상황에서는 개발자가 직접 flush를 호출할 필요가 있을 수도 있습니다. 이는 성능 최적화나 특별한 비즈니스 로직 처리를 위한 경우입니다.