[스프링 DB 2편] #10. 스프링 트랜잭션 - 전파 기본(1) 1 ~ 4

[Pracrobo]

커밋, 롤백

트랜잭션이 둘이상 있을때 어떻게 동작하는지 자세히 알아보고 스프링이 제공하는 트랜잭션 전파(Propagation)라는 개념도 알아보자.

트랜잭션 전파를 이해하는 과정을 통해서 스프링 트랜잭션의 동작 원리도 더 깊이 있게 이해할 수 있을 것이다.

먼저 간단한 스프링 트랜잭션 코드를 통해 기본 원리를 학습하고 이후에 실제 예제를 통해 어떻게 활용하는지 알아보겠다.

커밋테스트

package hello.springtx.propagation;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.boot.test.context.TestConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.interceptor.DefaultTransactionAttribute;

import javax.sql.DataSource;

@Slf4j
@SpringBootTest
public class BasicTxTest {

    @Autowired
    PlatformTransactionManager txManager;

    @TestConfiguration
    static class Config {
        @Bean
        public PlatformTransactionManager transactionManager(DataSource dataSource) {
            return new DataSourceTransactionManager(dataSource);
        }
    }
    
    @Test
    void commit() {
        log.info("트랜잭션 시작");
        TransactionStatus status = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());

        log.info("트랜잭션 커밋 시작");
        txManager.commit(status);
        log.info("트랜잭션 커밋 완료");
    }
}

설정

• @TestConfiguration : 해당 테스트에서 필요한 스프링 설정을 추가로 할 수 있다.
• DataSourceTransactionManager를 스프링 빈으로 등록했다. 이후 트랜잭션 매니저인 PlatformTransactionManager 를 주입받으면 방금 등록한 DataSourceTransactionManager가 주입된다.

결과

• creating new transaction with name : 시작

• acquired connection [HikariProxyConnection] : 히카리

• switching JDBC connection
  

• log로 적은 트랜잭션 커밋 시작

• commit 시작

• DBConnection을 pool에 되돌려 주는것 : 커밋이 완료되면 releasing 으로 관리 하는 것

롤백 테스트

    @Test
    void rollback() {
        log.info("트랜잭션 시작");
        TransactionStatus status = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());

        log.info("트랜잭션 롤백 시작");
        txManager.rollback(status);
        log.info("트랜잭션 롤백 완료");
    }

결과

• creating transaction 만들고
• acquired connection : HikariProxyConnection pool을 만듦, DB 연결된 conn 0 0번 커넥션 가져옴
  
• rollback 시작
• 처리후 connection 닫고
• 트랜잭션 롤백 완료

실행하기 전 트랜잭션 관련 로그(지난시간) 확인할 수 있도록 추가하는 것 잊지말기

application.properties

logging.level.org.springframework.transaction.interceptor=TRACE
logging.level.org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager=DEBUG
#JPA log
logging.level.org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager=DEBUG
logging.level.org.hibernate.resource.transaction=DEBUG
#JPA SQL
logging.level.org.hibernate.SQL=DEBUG

여기서 이제 트랜잭션을 추가할 것이다.

트랜잭션 두번 사용

이번에는 트랜잭션이 각각 따로 사용되는 경우를 확인

이 예제는 트랜잭션 1이 완전히 끝나고 나서 트랜잭션 2를 수행한다.

    @Test
    void double_commit() {
        log.info("트랜잭션1 시작");
        TransactionStatus tx1 = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("트랜잭션1 커밋 시작");
        txManager.commit(tx1);

        log.info("트랜잭션2 시작");
        TransactionStatus tx2 = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("트랜잭션2 커밋");
        txManager.commit(tx2)
    }

결과

• 트랜잭션 1
  • Acqired Connection [HikariProxyConnection wrapping conn0] for JDBC transaction
    • 트랜잭션1을 시작하고 커넥션 풀에서 conn0 커넥션을 획득했다.
  • Releasing JDBC Connection [HikariProxyConnection wrapping conn0] after transaction
    • 트랜잭션1을 커밋하고 커넥션 풀에 conn0커넥션을 반납했다.

• 트랜잭션 2

  • Acqired Connection [HikariProxyConnection wrapping conn0] for JDBC transaction
    • 트랜잭션2을 시작하고 커넥션 풀에서 conn0 커넥션을 획득했다.
  • Releasing JDBC Connection [HikariProxyConnection wrapping conn0] after transaction
    • 트랜잭션2을 커밋하고 커넥션 풀에 conn0커넥션을 반납했다.

  주의!

  로그를 보면 트랜잭션1과 트랜잭션2가 같은 conn0 커넥션을 사용중이다. 이것은 중간에 커넥션 풀 때문에 그런 것이다. 트랜잭션1은 conn0 커넥션을 모두 사용하고 커넥션 풀에 반납까지 완료했다. 이후에 트랜잭션2가 conn0를 커넥션 풀에서 획득한 것이다.

  따라서 둘은 완전히 다른 커넥션으로 인지하는 것이 맞다.

  그렇다면 둘을 구분하는 다른 방법은 없을까?

  히카리 커넥션 풀에서 커넥션을 획득하면 실제 커넥션을 그대로 반환하는 것이 아니라 내부 관리를 위해 히카리 프록시 커넥션이라는 객체를 생성해서 반환한다. 물론 내부에는 실제 커넥션이 포함되어 있다. 이 객체의 주소를 확인하면 커넥션 풀에서 획득한 커넥션을 구분할 수 있다.

  • 트랜잭션1 : Acquired Connection [HikariProxyConnection@100000 wrapping conn0]
  • 트랜잭션2 : Acquired Connection [HikariProxyConnection@200000 wrapping conn0]

  참조 주소가 다름

  히카리 커넥션풀이 반환해주는 커넥션을 다루는 프록시 객체의 주소가 트랜잭션1은 HikariProxyConnection@10000 이고 트랜잭션2는 HikariProxyConnection@20000으로 서로 다른 것을 확인할 수 있다.

  결과적으로 conn0을 통해 (물리)커넥션이 재사용된 것을 확인할 수 있고 HikariProxyConnection@10000, HikariProxyConnection@200000dmf 통해 각각 커넥션 풀에서 커넥션을 조회한 것을 알 수 있다
  

  클라이언트가 트랜잭션 코드가 connection 획득, 로직1이 사용 그리고 커밋, 트랜잭션 코드가 connection 획득, 로직2가 사용 그리고 커밋

  
  트랜잭션이 각각 수행되면서 사용되는 DB 커넥션도 각각 다르다.

  이 경우 트랜잭션을 각자 관리하기 때문에 전체 트랜잭션을 묶을 수 없다. 예를 들어서 트랜잭션1이 커밋하고 트랜잭션2가 롤백하는 경우 트랜잭션1에서 저장한 데이터는 커밋하고 트랜잭션2애서 저장한 데이터는 롤백된다.

  BasicTxTest. double_commit_rollback() 추가

      @Test
      void double_commit_rollback() {
          log.info("트랜잭션1 시작");
          TransactionStatus tx1 = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
          log.info("트랜잭션1 커밋 시작");
          txManager.commit(tx1);
  
          log.info("트랜잭션2 시작");
          TransactionStatus tx2 = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
          log.info("트랜잭션2 롤백");
          txManager.rollback(tx2);
      }

결과

• 로그를 보면 트랜잭션1은 커밋되지만

• 트랜잭션2는 롤백되는 것을 확인할 수 있다.
  
  

트랜잭션 전파 - 기본

트랜잭션을 각각 사용하는 것이 아니라 트랜잭션이 이미 진행중인데 여기에 추가로 트랜잭션을 수행하면 어떻게 될까?

기존 트랜잭션과 별도의 트랜잭션을 진행해야 할까? 아니면 기존 트랜잭션을 그대로 이어 받아서 트랜잭션을 수행해야 할까?

이런 경우 어떻게 동작할지 결정하는 것을 트랜잭션 전파(Propegation)이라 한다.

참고롤 스프링은 다양한 트랜잭션 전파 옵션을 제공한다.

“참고”

지금부터 설명하는 내용은 트랜잭션 전파의 기본 옵션인 REQUIRED를 기준으로 설명한다.

“외부 트랜잭션이 수행중인데 내부 트랜잭션이 추가로 수행됨”

• 외부 트랜잭션이 수행중이고 아직 끝나지 않았는데 내부 트랜잭션이 수행된다.
• 외부 트랜잭션이라고 이름 붙인것은 둘 중 상대적으로 밖에 있기 때문에 외부 트랜잭션이라 한다. 처음 시작된 트랜잭션으로 이해하면 된다.
• 내부 트랜잭션이라고 외부 트랜잭션이 수행되고 있는 도중에 호출되기 때문에 마치 내부에 있는 것처럼 보여 내부 트랜잭션이 라고 한다.

• 스프링에서 이 경우 외부 트랜잭션과 내부 트랜잭션을 묶어서 하나의 트랜잭션을 만들어준다.
• 내부 트랜잭션이 외부 트랜잭션에 참여하는 것이다.
• 이것이 기본 동작이고 옵션을 통해 다른 동작 방식도 선택할 수 있다.

물리 트랜잭션, 논리 트랜잭션

• 스프링은 이해를 돕기 위해 트랜잭션의 개념을 나눈다.
• 논리 트랜잭션들은 하나의 물리 트랜잭션으로 묶인다.
• 물리 트랜잭션은 우리가 이해하는 실제 데이터베이스에 적용되는 트랜잭션을 뜻한다.
• 실제 커넥션을 통해서 트랜잭션을 시작(setAutoCommit(false)) 하고 실제 커넥션을 통해서 커밋, 롤백하는 단위이다.
• 논리 트랜잭션은 트랜잭션 매니저를 통해 트랜잭션을 사용하는 단위이다.
• 이러한 논리 트랜잭션 개념은 트랜잭션이 진행되는 중에 내부에 추가로 트랜잭션을 사용하는 경우에 나타난다. 단순히 트랜잭션이 하나인 경우 둘을 구분하지는 않는다.

왜 이렇게 논리 / 물리 트랜잭션을 나누어 설명하는 것일까?

트랜잭션이 사용중일 때 또 다른 트랜잭션이 내부에 사용되면 여러 복잡한 상황이 발생한다.

이때 논리 트랜잭션의 개념을 도입하면 단순한 원칙을 만들 수 있다.

원칙

• 모든 논리 트랜잭션이 커밋되어야 물리 트랜잭션이 커밋된다.
• 하나의 논리 트랜잭션이라도 롤백되면 물리 트랜잭션은 롤백된다.

풀어 설명하면 모든 트랜잭션 매니저를 커밋해야 물리 트랜잭션이 커밋된다.

하나의 트랜잭션 매니저라도 롤백하면 물리 트랜잭션은 롤백된다.

전파 예제

코드

    @Test
    void inner_commit() {
        log.info("외부 트랜잭션 시작");
        TransactionStatus outter = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("outer.isNewTransaction() = {}", outter.isNewTransaction());

        inner();

        log.info("외부 트랝잭션 커밋");
        txManager.commit(outter);
    }

    private void inner() {
        log.info("내부 트랜잭션 시작");
        TransactionStatus inner = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("inner.isNewTransaction() = {}", inner.isNewTransaction());
        log.info("내부 트랜잭션 커밋");
        txManager.commit(inner);
    }

ctrl + alt + M : external Method

    @Test
    void inner_commit() {
        log.info("외부 트랜잭션 시작");
        TransactionStatus outter = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("outer.isNewTransaction() = {}", outter.isNewTransaction());

        log.info("내부 트랜잭션 시작");
        TransactionStatus inner = txManager.getTransaction(new DefaultTransactionAttribute());
        log.info("inner.isNewTransaction() = {}", inner.isNewTransaction());
        log.info("내부 트랜잭션 커밋");
        txManager.commit(inner);

        log.info("외부 트랝잭션 커밋");
        txManager.commit(outter);
    }

ctrl + alt + N : inline Method

• 외부 트랜잭션이 수행중인데 내부 트랜잭션을 추가로 수행했다.
• 외부 트랜잭션은 처음 수행된 트랜잭션이다. 이 경우 신규 트랜잭션( isNewTransaction =true)이 된다.
• 내부 트랜잭션을 시작하는 시점에는 이미 외부 트랜잭션이 진행중인 상태이다. 이 경우 내부 트랜잭션은 외부 트랜잭션에 참여한다.
• 트랜잭션 참여
  • 내부 트랜잭션이 외부 트랜잭션에 참여한다는 뜻은 내부 트랜잭션이 외부 트랜잭션을 그대로 이어 받아서 따른다는 뜻이다.
  • 다른 관점으로 보면 외부 트랜잭션의 범위가 내부 트랜잭션까지 넓어진다는 뜻이다.
  • 외부에서 시작된 물리적인 트랜잭션의 범위가 내부 트랜잭션까지 넓어진다는 뜻이다.
  • 정리하면 외부 트랜잭션과 내부 트랜잭션이 하나의 물리 트랜잭션으로 묶이는 것이다.
• 내부 트랜잭션은 이미 진행중인 외부 트랜잭션에 참여한다. 이 경우 신규 트랜잭션이 아니다(isNewTransaction=false)
• 예제에서는 둘다 성공적으로 커밋했다.

커밋을 두번 호출했는데 하나의 커넥션에 커밋은 한번만 호출할 수 있다.

커밋이나 롤백을 하면 해당 트랜잭션은 끝나버린다.

 txManager.commit(inner);
 txManager.commit(outter);

스프링이 어떻게 외부 트랜잭션과 내부 트랜잭션을 묶어서 하나의 물리 트랜잭션으로 묶어서 동작하게 하는지 알아보자

외부 트랜잭션 시작

내부 트랜잭션 시작, 외부 트랜잭션 커밋

• 내부 트랜잭션에서는 아무 일도 안하고 참여하는 것
• 내부 트랜잭션을 시작할때 Participating in existing transaction 이라는 메세지를 확인할 수 있다. 이 메세지는 내부 트랜잭션이 기존에 존재하는 외부 트랜잭션에 참여한다는 뜻이다.

외부 트랜잭션 커밋

• 실행결과를 보면 외부 트랜잭션이 시작하거나 커밋할때는 DB 커넥션을 통한 물리 트랜잭션을 시작 하고(manual commit) DB 커넥션을 통해 커밋하는 것을 확인할 수 있다. 그런데 내부 트랜잭션을 시작하거나 커밋할때는 DB 커넥션을 통해 커밋하는 로그를 전혀 확인할 수 없다.

• 정리하면 외부 트랜잭션만 물리 트랜잭션을 시작하고 커밋한다.

• 만약 내부 트랜잭션이 실제 물리 트랜잭션을 커밋하면 트랜잭션이 끝나버리기 때문에 트랜잭션을 처음 시작한 외부 트랜잭션까지 이어갈 수 없다. 따라서 내부 트랜잭션은 DB 커넥션을 통한 물리 트랜잭션을 커밋하면 안된다.

스프링은 이렇게 여러 트랜잭션이 함께 사용되는 경우, 처음 트랜잭션을 시작한 외부 트랜잭션이 실제 물리 트랜잭션을 관리하도록 한다.

이를 통해 트랜잭션 중복 커밋문제를 해결한다.

요청흐름 - 외부 트랜잭션

1. txManager.getTransaction() 을 호출해서 외부 트랜잭션을 시작한다.
2. 트랜잭션 매니저는 데이터 소스를 통해 커넥션을 생성한다.
3. 생성한 커넥션을 수동 커밋 모드로 설정한다. - 물리 트랜잭션 시작
4. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저에 커넥션을 보관한다.
5. 트랜잭션 매니저는 트랜잭셔늘 생성한 결과를 TransactionStatus에 담아서 반환하는데 여기에 신규 트랜잭션의 여부가 담겨 있다. isNewTransaction을 통해 신규 트랜잭션 여부를 확인할 수 있다.
   트랜잭션을 처음 시작했으므로 신규 트랜잭션이다.(true)
6. 로직1이 사용되고 커넥션이 필요한 경우 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 트랜잭션이 적용된 커넥션을 획득해서 사용한다.

요청 흐름 - 내부 트랜잭션

7. txManager.getTransaction() 를 호출해서 내부 트랜잭션을 시작한다.
8. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저를 통해서 기존 트랜잭션이 존재하는지 확인한다.
9. 기존 트랜잭션이 존재하므로 기존 트랜잭션에 참여한다. 기존 트랜잭션에 참여한다는 뜻은 사실 아무것도 하지 않는다는 뜻이다.
   • 이미 기존 트랜잭션인 외부 트랜잭션에서 물리 커넥션을 시작했다. 그리고 물리 트랜잭션이 시작된 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 담아두었다.
   • 따라서 이미 물리 트랜잭션이 진행중이므로 그냥 두면 이후 로직이 기존에 시작된 트랜잭션을 자연스럽게 사용하게 되는 것이다.
   • 이후 로직은 자연스럽게 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 기존 커넥션을 사용하게 된다.
10. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션을 생성한 결과를 TransactionStatus에 담아서 반환하는데 여기에서 isNewTransaction을 통해 신규 트랜잭션 여부를 확인할 수 있다. 여기서는 기존 트랜잭션에 참여했기 때문에 신규 트랜잭션이 아니다.(false)
11. 로직2가 사용되고 커넥션이 필요한 경우 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 외부 트랜잭션이 보관한 커넥션을 획득해서 사용한다.
    

응답 흐름 - 내부 트랜잭션

12. 로직 2가 끝나고 트랜잭션 매니저를 통해 내부 트랜잭셔능ㄹ 커밋한다.
13. 트랜잭션 매니저는 커밋 시점에 신규 트랜잭션 여부에 따라 다르게 동작한다. 이 경우 신규 트랜잭션이 아니기 때문에 커밋을 호출하지 않는다. 실제 커넥션에 커밋이나 롤백을 호출하면 물리 트랜잭션이 끝나버린다. 아직 트랜잭션이 끝난 것이 아니기 때문에 실제 커밋을 호출하면 안된다. 물리 트랜잭션은 외부 트랜잭션을 종료할때까지 이어져야한다.

응답 흐름 - 외부 트랜잭션

14. 로직 1이 끝나고 트랜잭션 매니저를 통해 외부 트랜잭션을 커밋한다.
15. new transaction = true 트랜잭션 매니저는 커밋 시점에 신규 트랜잭션 여부에 따라 다르게 동작한다. 외부 트랜잭션은 신규 트랜잭션이다. 따라서 DB 커넥션에 실제 커밋을 호출한다.
16. 트랜잭션 매니저에 커밋하는 것이 논리적인 커밋이라면 실제 커넥션에 커밋하는 것을 물리 커밋이라 할 수 있다. 데이터 베이스에 커밋되고 물리 트랜잭션도 끝난다.

핵심정리

• 여기서 핵심은 트랜잭션 매니저에 커밋을 호출한다고해서 항상 실제 커넥션에 물리 커밋이 발생하지 않는다는 점이다.
• 신규 트랜잭션인 경우에만 실제 커넥션을 사용해서 물리 커밋과 롤백을 수행한다. 신규 트랜잭션이 아니면 실제 물리 커넥션을 사용하지 않는다.
• 이렇게 트랜잭션이 내부에서 추가로 사용되면 트랜잭션 매니저에 커밋하는 것이 항상 물리 커밋으로 이어지지 않는다. 그래서 이 경우 논리 트랜잭션과 물리 트랜잭션을 나누게 된다. 또는 외부 트랜잭션과 내부 트랜잭션으로 나누어 설명하기도 한다.
• 트랜잭션이 내부에서 추가로 사용되면, 트랜잭션 매니저를 통해 논리 트랜잭션을 관리하고 모든 논리 트랜잭션이 커밋되면 물리 트랜잭션이 커밋된다고 이해하면 된다.