[스프링 DB 2편] #9. 스프링 트랜잭션 이해(2)

[newh08]

트랜잭션 AOP 주의 사항 - 프록시 내부 호출1

해당 내용은 스프링 핵심원리 고급편 13. 실무 주의사항 에서 다루는 내용으로, 매우 중요해서 이렇게 중복으로 다룸.
트랜잭션 적용을 했는데 안되어� 롤백이 안되어서 데이터가 맞지 않는 상황 발생..

@transactional을 사용하면 스프링의 트랜잭션 AOP가 적용된다. 트랜잭션 AOP는 기본적으로 프록시 방식의 AOP를 사용한다. 앞서 배운 것 처럼@Transactional` 을 적용하면 프록시 객체가 요청을 먼저 받아서 트랜잭션을 처리하고,
그 다음에 실제 객체 를 호출해준다.
따라서 트랜잭션을 적용하려면 항상 프록시를 통해서 대상 객체(Target)을 호출해야 한다.
이렇게 해야 프록시에서 먼저 트랜잭션을 적용하고, 이후에 대상 객체를 호출하게 된다.
만약 프록시를 거치지 않고 대상 객체를 직접 호출하게 되면 AOP가 적용되지 않고, 트랜잭션도 적용되지 않는다.

AOP 를 적용하면 (@transactional을 적용하면) 스프링은 해당 객체 대신 프록시를 스프링 빈으로 등록한다.
그래서 스프링을 통한 의존관계 주입시 실제 객체 대신에 프록시 객체를 주입한다.
이러면 대상 객체를 직접호출하는 문제가 일반적으로 발생하지 않는다.
하지만 대상 객체의 내부에서 메서드 호출이 발생하면 프록시를 거치지 않고 대상 객체를 직접 호출하는 문제가 발생한다.
이렇게되면 @transactional 이 있어도 트랜잭션이 적용되지 않는다.
코드로 확인해보자.

@Slf4j
@SpringBootTest
public class InternalCallV1Test {

    @Autowired
    CallService callService; // 프록시로 주입됌.

    @Test
    void printProxy() {
        log.info("callService class={}", callService.getClass());
    }

    @Test
    void internalCall() {
        callService.internal();
    }

    @Test
    void externalCall() {
        callService.external();
    }

    @TestConfiguration
    static class InternalCallV1TestConfig {

        @Bean
        CallService callService() {
            return new CallService();
        }
    }

    @Slf4j
    static class CallService {

        public void external() {
            log.info("call external");
            printTxInfo();
            internal();
        }

        @Transactional
        public void internal() {
            log.info("call internal");
            printTxInfo();
        }

        private void printTxInfo() {
            boolean txActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("tx active={}", txActive);
        }
    }
}

external() 은 트랜잭션이 없다.
internal() 은 @Transactional 을 통해 트랜잭션을 적용한다.

 @Test
 void printProxy() {
     log.info("callService class={}", callService.getClass());
 }

이 코드를 실행해보면 프록시가 잘 주입된것 확인 가능하다.
그런데
internalCall() 을 테스트 해보면 call internal 호출시 트랜잭션이 잘 동작하는 것 확인 가능
externalCall() 을 테스트 해보면 call internal 호출시 트랜잭션이 동작하지 않는것 확인 가능.

 @Transactional
 public void internal() {
     log.info("call internal");
     printTxInfo();
}

`internalCall()` 실행하면 위 사진과 같이 실행된다.

1. 클라이언트가 callService.Internal() 호출
2. 주입된 callService의 프록시가 호출
3. internal() 메서드에 @Transactional 이 붙어 있으므로 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용한다.
4. 트랜잭션 적용 후 실제 callService 객체 인스턴스의 internal() 을 호출한다.

public void external() {
     log.info("call external");
     printTxInfo();
     internal();
}

 @Transactional
 public void internal() {
     log.info("call internal");
     printTxInfo();
 }

external() 은 @Transactional 애노테이션이 없다. 따라서 트랜잭션 없이 시작한다. 그런데 내부에서
@Transactional 이 있는 internal() 을 호출하는 것을 확인할 수 있다.
이 경우 external() 은 트랜잭션이 없지만, internal() 에서는 트랜잭션이 적용되는 것 처럼 보인다.

그런데 로그를 확인해보면, internal() 의 @transactional 이 전혀 적용되지 않았다.

externalCall() 을 실행하면 위 사진처럼 실행된다.

1. 클라이언트인 테스트 코드는 callService.external() 을 호출한다. 여기서 callService 는 트랜 잭션 프록시이다.
2. callService 의 트랜잭션 프록시가 호출된다.
3. external() 메서드에는 @Transactional 이 없다. 따라서 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용하지 않는다.
4. 트랜잭션 적용하지 않고, 실제 callService 객체 인스턴스의 external() 을 호출한다.
5. external() 은 내부에서 internal() 메서드를 호출한다. 그런데 여기서 문제가 발생한다.
   즉 프록시를 거치지 않고, 내가 내것을 호출함.
   this. 이 생략된 internal() 을 사용했고, 프록시를 거치치 않고 자기 자신을 호출하게됨.

프록시 방식의 AOP 한계
@Transactional 를 사용하는 트랜잭션 AOP는 프록시를 사용한다. 프록시를 사용하면 메서드 내부 호출에 프록시를 적용할 수 없다.

그렇다면 이 문제를 어떻게 해결할 수 있을까?
가장 단순한 방법은 내부 호출을 피하기 위해 internal() 메서드를 별도의 클래스로 분리하는 것이다.

트랜잭션 AOP 주의 사항 - 프록시 내부 호출2

메서드 내부 호출 때문에 트랜잭션 프록시가 적용되지 않는 문제를 해결하기 위해 internal() 메서드를 별도의 클
래스로 분리하자.
즉 내부호출을 외부 호출로 바꾸기.

@Slf4j
@SpringBootTest
public class InternalCallV2Test {

    @Autowired
    CallService callService;

    @Test
    void printProxy() {
        log.info("callService class={}", callService.getClass());
    }

    @Test
    void externalCallV2() {
        callService.external();
    }

    @TestConfiguration
    static class InternalCallV1TestConfig {

        @Bean
        CallService callService() {
            return new CallService(internalService());
        }

        @Bean
        InternalService internalService() {
            return new InternalService();
        }

    }

    @Slf4j
    @RequiredArgsConstructor
    static class CallService {

        private final InternalService internalService; // 생성자 주입의 좋은점, 컴파일 오류를 발생시켜준다!

        public void external() {
            log.info("call external");
            printTxInfo();
            internalService.internal();
        }

        private void printTxInfo() {
            boolean txActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("tx active={}", txActive);
        }
    }

    static class InternalService {

        @Transactional
        public void internal() {
            log.info("call internal");
            printTxInfo();
        }

        private void printTxInfo() {
            boolean txActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("tx active={}", txActive);
        }
    }
}

• InternalService 클래스를 만들고 internal() 메서드를 여기로 옮겼다.
• 이렇게 메서드 내부 호출을 외부 호출로 변경했다.
• CallService 에는 트랜잭션 관련 코드가 전혀 없으므로 트랜잭션 프록시가 적용되지 않는다.
• InternalService 에는 트랜잭션 관련 코드가 있으므로 트랜잭션 프록시가 적용된다.

1. 클라이언트인 테스트 코드는 callService.external() 을 호출한다.
2. callService 는 실제 callService 객체 인스턴스이다.
3. callService 는 주입 받은 internalService.internal() 을 호출한다.
4. internalService 는 트랜잭션 프록시이다. internal() 메서드에 @Transactional 이 붙어 있으 므로 트랜잭션 프록시는 트랜잭션을 적용한다.
5. 트랜잭션 적용 후 실제 internalService 객체 인스턴스의 internal() 을 호출한다

public 메서드만 트랜잭션 적용

스프링의 트랜잭션 AOP 기능은 public 메서드에만 트랜잭션을 적용하도록 기본 설정이 되어있다.
그래서 protected , private , package-visible 에는 트랜잭션이 적용되지 않는다.
생각해보면 protected , package-visible 도 외부에서 호출이 가능하다. 따라서 이 부분은 앞서 설명한 프록시의 내부 호출과는 무관하고, 스프링이 막아둔 것이다.
private 나 protected 는 비즈니스에서 직접 사용하는 로직이 아니라 일부러 스프링에서 트랜잭션을 사용하지 않도록 설정해둔것이다.

또, 트랜잭션은 주로 비즈니스 로직의 시작점에 걸기 때문에 대부분 외 부에 열어준 곳을 시작점으로 사용한다. 이런 이유로 public 메서드에만 트랜잭션을 적용하도록 설정되어 있다.

참고: 스프링 부트 3.0
스프링 부트 3.0 부터는 protected , package-visible (default 접근제한자)에도 트랜잭션이 적용된다.

트랜잭션 AOP 주의 사항 - 초기화 시점

스프링 초기화 시점에는 트랜잭션 AOP가 적용되지 않을 수 있다.
@PostConstruct 는 빈을 초기화 할때 호출하는 메서드로 지정. 여기엔 @transactional 적용 불가.

@SpringBootTest
public class InitTxTest {

    @Autowired Hello hello;

    @Test
    void go() {
        // 빈 등록하면서 자동으로 initV1() 호출함. 즉 초기화 시점에 자동으로 호출됨.
    }

    @TestConfiguration
    static class InitTxTestConfig {
        @Bean
        Hello hello() {
            return new Hello();
        }
    }

    @Slf4j
    static class Hello {

        @PostConstruct
        @Transactional
        public void initV1() {
            boolean isActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("Hello init @PostConstruct tx active={}", isActive);
        }
    }
}

초기화 코드(예: @PostConstruct )와 @Transactional 을 함께 사용하면 트랜잭션이 적용되지 않는다.
왜냐하면 초기화 코드(@PostConstruct)가 먼저 호출되고, 그 다음에 트랜잭션 AOP가 적용되기 때문이다. 따라서 초기화 시점에는 해당 메서드에서 트랜잭션을 획득할 수 없다.

대안 : 초기화보다 이후에, 스프링이 컨테이너 만들고 AOP 다 만든 다음에 호출하도록 함.

        @EventListener(ApplicationReadyEvent.class)
        @Transactional
        public void initV2() {
            boolean isActive = TransactionSynchronizationManager.isActualTransactionActive();
            log.info("Hello init ApplicationReadyEvent tx active={}", isActive);
        }

이 이벤트는 트랜잭션 AOP를 포함한 스프링이 컨테이너가 완전히 생성되고 난 다음에 이벤트가 붙은 메서드를 호출해 준다. 따라서 init2() 는 트랜잭션이 적용된 것을 확인할 수 있다.

트랜잭션 옵션 소개

트랜잭션의 다양한 옵션 간략하게 소개, 중요한 옵션은 하나씩 설명할 예정.

 public @interface Transactional {
     String value() default "";
     String transactionManager() default "";
     Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {};
     Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {};
     Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;
     Isolation isolation() default Isolation.DEFAULT;
     int timeout() default TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT;
     boolean readOnly() default false;
     String[] label() default {};

value, transactionManager
두개는 같은 속성을 쓴다? value 에 넣으면 transactionManager 가 지정됨.
트랜잭션을 사용하려면 스프링 빈에 등록된 어떤 트랜잭션 매니저를 사용할지 알아야한다.
코드로 트랜잭션을 할땐 직접 트랜잭션 매니저를 주입받아서 사용했다.
@transactional 도 프록시가 사용할 트랜잭션 매니저를 지정해줘야한다.
지정 하지 않으면 기본으로 등록된 트랜잭션 매니저를 사용하기 때문에, 대부분 생략한다.
근데 사용하는 트랜잭션 매니저가 두개 이상이라면 이름을 지정해서 구분해야한다.
사용할 트랜잭션 매니저를 지정할 때는 value , transactionManager 둘 중 하나에 트랜잭션 매니저의 스프링 빈 의 이름을 적어주면 된다.

 public class TxService {
     @Transactional("memberTxManager")
     public void member() {...}
     @Transactional("orderTxManager")
     public void order() {...}
 }

참고로 애노테이션에서 속성이 하나인 경우 위 예처럼 value 는 생략하고 값을 바로 넣을 수 있다.

rollbackFor -> 뒤에서 좀더 자세하게 다룰 예정.
예외 발생시 스프링 트랜잭션의 기본 정책은 다음과 같다.

• 언체크 예외인 RuntimeException , Error 와 그 하위 예외가 발생하면 롤백한다.
• 체크 예외인 Exception 과 그 하위 예외들은 커밋한다.

이 옵션을 사용하면 기본 정책에 추가로 어떤 예외가 발생할 때 롤백할 지 지정할 수 있다.

@Transactional(rollbackFor = Exception.class) 

예를 들어서 이렇게 지정하면 체크 예외인 Exception 이 발생해도 롤백하게 된다. (하위 예외들도 대상에 포함된다.)

rollbackForClassName 도 있는데, rollbackFor 는 예외 클래스를 직접 지정하고, rollbackForClassName 는 예외 이름을 문자로 넣으면 된다.

noRollbackFor
앞서 설명한 rollbackFor 와 반대이다. 기본 정책에 추가로 어떤 예외가 발생했을 때 롤백하면 안되는지 지정할 수
있다.

propagation -> 중요한 옵션!
트랜잭션 전파에 대한 옵션이다. 자세한 내용은 뒤에서 설명한다.

isolation
트랜잭션 격리 수준을 지정할 수 있다. 기본 값은 데이터베이스에서 설정한 트랜잭션 격리 수준을 사용하는 DEFAULT 이다. 대부분 데이터베이스에서 설정한 기준을 따른다. 애플리케이션 개발자가 트랜잭션 격리 수준을 직접 지정하는 경 우는 드물다.

• DEFAULT : 데이터베이스에서 설정한 격리 수준을 따른다.
• READ_UNCOMMITTED : 커밋되지 않은 읽기
• READ_COMMITTED : 커밋된 읽기
• REPEATABLE_READ : 반복 가능한 읽기
• SERIALIZABLE : 직렬화 가능

트랜잭션 격리 수준에 대한 더 자세한 내용은 데이터베이스 메뉴얼이나, JPA 책 16.1 트랜잭션과 락을 참고하자.

timeout
트랜잭션 수행 시간에 대한 타임아웃을 초 단위로 지정한다. 기본 값은 트랜잭션 시스템의 타임아웃을 사용한다. 운영 환경에 따라 동작하는 경우도 있고 그렇지 않은 경우도 있기 때문에 꼭 확인하고 사용해야 한다.
timeoutString 도 있는데, 숫자 대신 문자 값으로 지정할 수 있다.

label
트랜잭션 애노테이션에 있는 값을 직접 읽어서 어떤 동작을 하고 싶을 때 사용할 수 있다. 일반적으로 사용하지 않는다.
(특정 디비에서 조회하도록 설정한다?)

readOnly
트랜잭션은 기본적으로 읽기 쓰기가 모두 가능한 트랜잭션이 생성된다.
readOnly=true 옵션을 사용하면 읽기 전용 트랜잭션이 생성된다. 이 경우 등록, 수정, 삭제가 안되고 읽기 기능만 작동한다. (드라이버나 데이터베이스에 따라 정상 동작하지 않는 경우도 있다.) 그리고 readOnly 옵션을 사용하면 읽기에서 다양한 성능 최적화가 발생할 수 있다. (주로 사용하는 이유)

readOnly 옵션은 크게 3곳에서 적용된다.

1. 프레임워크

• JdbcTemplate은 읽기 전용 트랜잭션 안에서 변경 기능을 실행하면 예외를 던진다.
• JPA(하이버네이트)는 읽기 전용 트랜잭션의 경우 커밋 시점에 플러시를 호출하지 않는다. (플러시 : 뭐가 변경됬는지 찾아서 디비에 쿼리를 보내주는 친구)
• 읽기 전용이니 변 경에 사용되는 플러시를 호출할 필요가 없다.
• 추가로 변경이 필요 없으니 변경 감지를 위한 스냅샷 객체(뭐가 바꿨네? 라고 확인하기 위해 메모리에 올려둠)도 생성하지 않는다. 이렇게 JPA에서는 다양한 최적화가 발생한다.
  - JPA 관련 내용은 JPA를 더 학습해야 이해할 수 있으므로 지금은 이런 것이 있다 정도만 알아두자.

2. JDBC 드라이버

• 참고로 여기서 설명하는 내용들은 DB와 드라이버 버전에 따라서 다르게 동작하기 때문에 사전에 확인이 필요하다.
• 읽기 전용 트랜잭션에서 변경 쿼리가 발생하면 예외를 던진다.
• 읽기, 쓰기(마스터, 슬레이브) 데이터베이스를 구분해서 요청한다. 읽기 전용 트랜잭션의 경우 읽기(슬레이브) 데이터베이스의 커넥션을 획득해서 사용한다.
• (데이터베이스를 구축할때 쓰기 가능한 디비, 읽기만 가능한 디비 등 여러개를 만들어둠.)

3. 데이터베이스

• 데이터베이스에 따라 읽기 전용 트랜잭션의 경우 읽기만 하면 되므로, 내부에서 성능 최적화가 발생한다.

제약이 있어야 성능적으로 좋은 효과를 줄 수 있다?
그러나 상황에 따라서 readOnly 를 사용해서 더 느려질수도 있음.
네트워크를 통해서 데이터베이스에 readOnly 라는걸 전송할 수도 있기 때문에 오히려 더 느려질수도 있다.