스프링으로 트랜잭션 문제 해결

프레젠테이션 계층(컨트롤러), 서비스 계층, 데이터베이스 접근 계층 중 가장 중요한 것은 비즈니스 로직을 담고 있는 서비스 계층이다. 서비스 계층은 가능한 순수한 자바 언어로 이루어져 변경이 자주 일어나지 않도록 해야 한다.

하지만 트랜잭션에서 배우고 실습했던 코드들은 SQLException과 같은 JDBC에 속하는 오류를 담고 있고, MemberRepositoryV1이라는 구체 클래스에 의존되어 있다. 따라서 컨트롤러나 데이터베이스 접근 계층의 변경이 일어나면 서비스 계층도 바꿔야 한다. 

트랜잭션은 서비스 계층에서 구현되어야 하는데 트랜잭션 코드를 위한  try catch finally 같은 코드들의 중복도 많다. 그리고 JDBC와 JPA의 트랜잭션 구현 코드도 다르다. 기술을 변경하게 되면 서비스 계층의 트랜잭션 구현 코드도 변경해야 한다. 이 문제를 해결하려면 트랜잭션 코드를 인터페이스를 만들어 추상화하고, 각각의 기술에 맞게 구현체를 만들면 된다.

 

스프링에는 'PlatformTransactionManager'라는 이미 트랜잭션 인터페이스가 만들어져 있다. 

스프링이 제공하는 트랜잭션 매니저는 크게 두 가지 역할을 한다.

• 트랜잭션 추상화
• 리소스 동기화
  • 트랜잭션을 유지하려면 트랜잭션의 시작과 종료까지 같은 커넥션을 유지해야 한다. 그래서 이전에는 같은 커넥션을 유지하기 위해, 커넥션을 파라미터로 넘겨주었다. 하지만 이런 방식은 코드가 지저분해진다.
  • 스프링에서 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저에  트랜잭션을 보관해 둔다. 그러면 리포지토리의 데이터 접근 로직은 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 트랜잭션을 찾아 쓴다. 쓰레드 로컬을 사용해서 커넥션을 동기화 해준다. 멀티 쓰레드 상황에서 안전하게 커넥션을 동기화할 수 있다. 그래서 커넥션을 파라미터로 전달할 필요가 없다.

DataSourceUtils.getConnection()

• 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 있으면 해당 커넥션을 반환
• 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없으면 새로운 커넥션을 생성해서 반환
  • 어떤 경우는 트랜잭션을 사용하지 않는 경우도 있는데 이때 리포지토리에서 접근할 때 오류가 없도록 하기 위해 새로운 커넥션을 생성해서 반환한다.

DataSourceUtils.releaseConnection()

• 커넥션을 con.close()로 직접 닫으면 커넥션이 유지되지 않는다. 이 커넥션은 이후 로직에서, 그리고 트랜잭션을 종료(커밋, 롤백)할 때까지 살아있어야 한다.
• releaseConnection()을 사용하면 바로 커넥션을 닫는 것이 아니다.
  • 트랜잭션을 사용하기 위해 동기화된 커넥션은 커넥션을 닫지 않고 그대로 유지해 준다.
    • 비즈니스 로직에서 트랜잭션 동기화 매니저에 커넥션을 보관해 둔 건데 리포지토리에서 닫아버리면 안 됨. 
  • 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우에는 해당 커넥션을 닫는다.

//MemberRepositoryV3
...
private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
        JdbcUtils.closeResultSet(rs);
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);
        //주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야함.
        DataSourceUtils.releaseConnection(con, dataSource);
    }

    private Connection getConnection() throws SQLException {
        //주의! 트랜잭션 동기화를 사용하려면 DataSourceUtils를 사용해야함.
        Connection con = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
        log.info("get connection = {}, class = {}", con, con.getClass());
        return con;
    }

 

//MemberServiceV3_1

@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV3_1 {

//    private final DataSource dataSource; JDBC를 직접 사용하는거라
    private final PlatformTransactionManager transactionManager;
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        //트랜잭션 시작
        TransactionStatus status = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());

        try {
            //비즈니스 로직
            bizLogic(fromId, toId, money);
            transactionManager.commit(status); //성공시 커밋
        } catch (Exception e) {
            transactionManager.rollback(status); //실패시 롤백
            throw new IllegalStateException(e);
        } //릴리즈는 더이상 여기서 해줄 필요가 없음
    }

    private void bizLogic(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); //auto commit이라 memberA의 돈은 빠지고 memberB의 돈은 늘어나지 않음
        memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
    }

    private static void release(Connection con) {
        if(con != null) {
            try {
                con.setAutoCommit(true); //커넥션 풀 고려해서 다시 auto commit 모드로. 커넥션이 종료되는 것이 아니라 반환하는 거라 하지 않으면 계속 수동 모드임
                con.close();
            } catch (Exception e) {
                log.info("error", e); //exception log는 {}을 사용하지 않음
            }
        }
    }

    private static void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체 중 예외 발생");
        }
    }
}

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트랜잭션을 사용하는데 반복되는 코드 해결 -> 트랜잭션 템플릿(TransactionTemplate) 클래스 사용

@Slf4j
public class MemberServiceV3_2 {

//    private final PlatformTransactionManager transactionManager;
    private final TransactionTemplate txTemplate;
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    public MemberServiceV3_2(PlatformTransactionManager transactionManager, MemberRepositoryV3 memberRepository) {
        this.txTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager); //transactionManager로 의존관계 주입받고, 내부에서는 템플릿 사용
        this.memberRepository = memberRepository;
    }

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {

        txTemplate.executeWithoutResult((status) -> { //여기서 트랜잭션이 시작되고, 비즈니스 로직을 수행한 후에 성공하면 커밋, 예외가 터지면 롤백
            try {
                bizLogic(fromId, toId, money);
            } catch (SQLException e) {
                throw new IllegalStateException(e);
            } //bizLogic에서 SQLException을 넘겨주는데, 람다에서는 예외를 밖으로 던질 수 없어서 try catch문 사용
        });
    }

이렇게 바꿈으로써 코드가 훨씬 줄긴 했지만 아직 비즈니스 로직과 트랜잭션 코드가 함께 존재한다. 두 가지 관심사를 하나의 클래스에서 처리하게 되어 유지보수가 어려워진다.

 

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트랜잭션 AOP 이해 - @Transactional

@Tranactional를 붙여주기만 하면 스프링이 AOP를 사용해서 트랜잭션을 편리하게 처리해 준다.

 

프록시를 사용하면 트랜잭션 프록시가 트랜잭션 처리 로직을 모두 가져간다. 그리고 트랜잭션을 시작한 후에 실제 서비스를 대신 호출한다. 트랜잭션 프록시 덕분에 서비스 계층에서는 순수한 비즈니스 로직만 남길 수 있다.

 

/**
 * 트랜잭션 - @Transactional AOP
 */
@Slf4j
public class MemberServiceV3_3 {
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    public MemberServiceV3_3(MemberRepositoryV3 memberRepository) {
        this.memberRepository = memberRepository;
    }
    @Transactional
    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        bizLogic(fromId, toId, money);
    }

...

@Tranactional로 try, catch 문을 없앨 수 있다.

 

/**
 * 트랜잭션 - @Transactional AOP
 */
@Slf4j
@SpringBootTest //Spring AOP를 사용하려면 스프링 컨테이너에 등록해야함. 이 애노테이션을 통해 테스트 시 스프링 컨테이너를 생성하고, @Autowired 등을 통해 스프링 컨테이너가 관리하는 빈들을 사용할 수 있다.
class MemberServiceV3_3Test {

    public static final String MEMBER_A = "memberA";
    public static final String MEMBER_B = "memberB";
    public static final String MEMBER_EX = "ex";
    @Autowired
    private MemberRepositoryV3 memberRepository;
    @Autowired
    private MemberServiceV3_3 memberService;

    @TestConfiguration //@Transactional을 사용하려면 스프링 컨테이너에 등록해야함.
    static class TestConfig {
        @Bean
        DataSource dataSource() {
            return new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        }
        @Bean
        PlatformTransactionManager transactionManager() { //트랜잭션 AOP가 사용하기 때문에 등록해두어야 함.
            return new DataSourceTransactionManager(dataSource());
        }
        @Bean
        MemberRepositoryV3 memberRepositoryV3() {
            return new MemberRepositoryV3(dataSource());
        }
        @Bean
        MemberServiceV3_3 memberServiceV3_3() {
            return new MemberServiceV3_3(memberRepositoryV3());
        }
    }

    @AfterEach
    void after() throws SQLException {
        memberRepository.delete(MEMBER_A);
        memberRepository.delete(MEMBER_B);
        memberRepository.delete(MEMBER_EX);
    }

    @Test
    void AopCheck() {
        log.info("memberService class = {} ", memberService.getClass());
        log.info("memberRepository class = {} ", memberRepository.getClass());
        assertThat(AopUtils.isAopProxy(memberService)).isTrue();
        assertThat(AopUtils.isAopProxy(memberRepository)).isFalse();

    }

• @SpringBootTest: 스프링 AOP를 적용하려면 스프링 컨테이너가 필요한데, 이 애노테이션이 있으면 테스트 시에 스프링 컨테이너를 생성한다. 그리고 테스트에서 @Autowired 등을 통해 스프링 컨테이너가 관리하는 빈들을 사용할 수 있다.
• @TestConfiguration: 테스트 안에서 내부 설정 클래스를 만들어서 이 애노테이션을 붙이면, 스프링 부트가 자동으로 만들어주는 빈들에 추가로 필요한 스프링 빈들을 등록하고 테스트를 수행할 수 있다.

 

트랜잭션 AOP 적용 전체 흐름

1. 클라이언트가 프록시 호출
2. 프록시가 스프링 컨테이너를 통해서 트랜잭션 매니저를 획득
3. transactionManager.getTransaction()을 통해 트랜잭션 시작
4. 데이터 소스 -> 커넥션 생성
5. con.setAutoCommit(false)
6. 트랜잭션 동기화 매니저에 커넥션 보관
7. 프록시에서 실제 서비스(비즈니스 로직) 호출 -> 비즈니스 로직에서 리포지토리 호출
8. 리포지토리에서 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 획득. 끝나면 반환
9. 프록시에서 성공하면 커밋, 실패하면 롤백 -> 트랜잭션 종료

선언적 트랜잭션 관리 vs 프로그래밍 방식 트랜잭션 관리

• 선언적 트랜잭션 관리
  • @Transactional 애노테이션 하나만 선언해서 편리하게 트랜잭션을 적용하는 것
  • 이름 그대로 해당 로직에 트랜잭션을 적용하겠다고 어딘가에 선언하기만 하면 트랜잭션이 적용되는 방식
• 프로그래밍 방식 트랜잭션 관리
  • 트랜잭션 매니저 또는 트랜잭션 템플릿 등을 사용해서 트랜잭션 관련 코드를 직접 작성하는 것 

대부분 선언적 트랜잭션 관리를 사용한다. 

 

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스프링 부트의 자동 리소스 등록

스프링 부트는 데이터 소스를 'dataSource'라는 이름으로 스프링 빈에 자동으로 등록한다. 개발자가 직접 등록하면 스프링 부트는 등록하지 않는다. 

스프링 부트는 application.properties에 있는 속성을 사용해서 DataSource를 생성하고, 스프링 빈에 등록한다.

스프링 부트는 트랜잭션 매니저도  'transactionManager'라는 이름으 자동으로 스프링 빈에 등록한다. 어떤 트랜잭션 매니저를 사용할지는 등록된 라이브러리를 보고 판단한다.