스프링 DB 2편 - 데이터 접근 활용 기술 (13) - 데이터 접근 기술 - 스프링 트랜잭션 이해 3

9 분 소요

인프런 스프링 DB 2편 - 데이터 접근 활용 기술편을 학습하고 정리한 내용 입니다.

트랜잭션 AOP 주의 사항 - 초기화 시점

스프링 초기화 시점에는 트랜잭션 AOP가 적용되지 않을 수 있다.

InitTxTest

@SpringBootTest  
public class InitTxTest {  
  
    @Autowired Hello hello;  
  
    @Test  
    void go() {  
        // 초기화 코드는 스프링이 초기화 시점에 호출한다.  
        //hello.initV1();    
    }  
  
    @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);  
  
        }    
    }  
}

이 코드는 Hello를 빈으로 등록하고 @PostConstruct를 사용했기 때문에 스프링 빌드중에 해당 initV1메서드가 실행된다.

스프링의 빌드가 끝나지 않은 시점에서 @Transactional이 작동하지 않는 걸 확인할 수 있다.

그럼 이 때는 ApplicationReadyEvent를 사용한다.

@EventListener(value = ApplicationReadyEvent.class)  
@Transactional  
public void init2() {  
    log.info("Hello init ApplicationReadyEvent");  
}

Hello 클래스 안에 추가했다.

정상적으로 트랜잭션이 걸린걸 볼 수 있다.

트랜잭션 옵션 소개

스프링 트랜잭션은 다양한 옵션을 제공한다.

@Transactional - 코드, 설명 순서에 따라 약간 수정했음

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

트랜잭션을 사용하려면 먼저 스프링 빈에 등록된 어떤 트랜잭션 매니저를 사용할지 알아야 한다. 생각해보면 코드로 직접 트랜잭션을 사용할 때 분명 트랜잭션 매니저를 주입 받아서 사용했다. @Transactional에서도 트랜잭션 프록시가 사용할 트랜잭션 매니저를 지정해주어야 한다.

사용할 트랜잭션 매니저를 지정할 때는 value, transactionManager둘 중 하나에 트랜잭션 매니저의 스프링 빈의 이름을 적어주면 된다.

이 값을 생략하면 기본으로 등록된 트랜잭션 매니저를 사용하기 때문에 대부분 생략한다. 그런데 사용하는 트랜잭션 매니저가 둘 이상이라면 다음과 같이 트랜잭션 매니저의 이름을 지정해서 구분하면 된다.

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

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

rollbackFor

예외 발생 시 스프링 트랜잭션의 기본 정책은 다음과 같다.

언체크 예외인 RuntimeException, Error와 그 하위 예외가 발생하면 롤백한다.
체크 예외인 Exception과 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 Exception이 발생해도 롤백하게 된다. (하위 예외들도 대상에 포함된다.)

rollbackForClassName도 있는데, rollbackFor는 예외 클래스를 직접 지정하고, rollbackForClassName는 예외 이름을 문자로 넣으면 된다.

noRollbackFor

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

예외 이름을 문자로 넣을 수 있는 noRollbackForClassName도 있다.

propagation

트랜잭션 전파에 대한 옵션이다. 자세한 내용은 스프링 트랜잭션 전파 섹션에서 한다.

isolation

트랜잭션 격리 수준을 지정할 수 있다. 기본 값은 데이터베이스에서 설정한 트랜잭션 격리 수준을 사용하는 DEFAULT이다.

대부분 데이터베이스에서 설정한 기준을 따른다. 애플리케이션 개발자가 트랜잭션 격리 수준을 직접 지정하는 경우는 드물다.

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

timeout

트랜잭션 수행 시간에 대한 타임아웃을 초 단위로 지정한다. 기본 값은 트랜잭션 시스템의 타임아웃을 사용한다.

운영환경에 따라 동작하는 경우도 있고 그렇지 않은 경우도 있기 때문에 꼭 확인하고 사용해야 한다.

timeoutString도 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.

readOnly

트랜잭션은 기본적으로 읽기 쓰기가 모두 가능한 트랜잭션이 생성된다.

readOnly=true옵션을 사용하면 읽기 전용 트랜잭션이 생성된다. 이 경우 등록, 수정, 삭제가 안되고 읽기 기능만 작동한다. (드라이버나 데이터베이스에 따라 정상 동작하지 않는 경우도 있다.) 그리고 readOnly옵션을 사용하면 읽기에서 다양한 성능 최적화가 발생할 수 있다.

readOnly옵션은 크게 3곳에서 적용된다.

프레임워크
- JdbcTemplate은 읽기 전용 트랜잭션 안에서 변경 기능을 실행하면 예외를 던진다.
- JPA(하이버네이트)는 읽기 전용 트랜잭션의 경우 커밋 시점에 플러시를 호출하지 않는다. 읽기 전용이니 변경에 사용되는 플러시를 호출할 필요가 없다. 추가로 변경이 필요 없으니 변경 감지를 위한 스냅샷 객체도 생성하지 않는다. 이렇게 JPA에서는 다양한 최적화가 발생한다.
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.
데이터베이스
- 데이터베이스에 따라 읽기 전용 트랜잭션의 경우 읽기만 하면 되므로, 내부에서 성능 최적화가 발생한다.

예외와 트랜잭션 커밋, 롤백 - 기본

예외가 발생했는데, 내부에서 예외를 처리하지 못하고, 트랜잭션 범위(@Transactional가 적용된 AOP) 밖으로 예외를 던지면 어떻게 될까?

예외 발생시 스프링 트랜잭션 AOP는 예외의 종류에 따라 트랜잭션을 커밋하거나 롤백한다.

언체크 예외인 RuntimeException, Error와 그 하위 예외가 발생하면 트랜잭션을 롤백한다.
체크 예외인 Exception과 그 하위 예외가 발생하면 트랜잭션을 커밋한다.
물론 정상 응답(리턴)하면 트랜잭션을 커밋한다.

실제 이렇게 동작하는지 코드로 확인해보자.

RollbackTest

@SpringBootTest  
public class RollbackTest {  
  
    @Autowired  
    RollbackService service;  
  
    @Test  
    void runtimeException() {  
        assertThatThrownBy(() -> service.runtimeException())  
                .isInstanceOf(RuntimeException.class);  
    }  
  
    @Test  
    void checkedException() {  
        assertThatThrownBy(() -> service.checkedException())  
                .isInstanceOf(MyException.class);  
    }  
  
    @Test  
    void rollbackFor() {  
        assertThatThrownBy(() -> service.rollbackFor())  
                .isInstanceOf(MyException.class);  
    }  
  
  
    @TestConfiguration  
    static class RollbackTestConfig {  
        @Bean  
        RollbackService rollbackService() {  
            return new RollbackService();  
        }    
    }  
  
    @Slf4j  
    static class RollbackService {  
  
        // 런타임 예외 발생 : 롤백  
        @Transactional  
        public void runtimeException() {  
            log.info("call runtimeException");  
            throw new RuntimeException();  
        }  
        
        // 체크 예외 발생 : 커밋  
        @Transactional  
        public void checkedException() throws MyException {  
            log.info("call checkedException");  
            throw new MyException();  
        }  
        
        //체크 예외 rollbackFor 지정: 롤백  
        @Transactional(rollbackFor = MyException.class)  
        public void rollbackFor() throws MyException {  
            log.info("call rollbackFor");  
            throw new MyException();  
        }  
    }  
  
    static class MyException extends Exception {  
    }
}

일단 한번 실행하기 전에

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

해당 내용을 application.properties에 추가하자. 트랜잭션이 커밋되었는지 롤백 되었는지 로그로 확인할 수 있다.

참고로 지금은 JPA를 사용하므로 트랜잭션 매니저로 JpaTransactionManager가 실행되고, 여기의 로그를 출력 하게 된다.

runtimeException()

// 런타임 예외 발생 : 롤백  
@Transactional  
public void runtimeException() {  
	log.info("call runtimeException");  
	throw new RuntimeException();  
}

RuntimeException이 발생하므로 트랜잭션이 롤백된다.

checkedException() 실행

// 체크 예외 발생 : 커밋  
@Transactional  
public void checkedException() throws MyException {  
	log.info("call checkedException");  
	throw new MyException();  
}

MyException은 Exception을 상속받은 체크 예외이다. 따라서 예외가 발생해도 트랜잭션이 커밋된다.

rollbackFor

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 Exception이 발생해도 커밋 대신 롤백된다. (자식 타입도 롤백된다.)

rollbackFor() 실행 - 체크 예외를 강제로 롤백

//체크 예외 rollbackFor 지정: 롤백  
@Transactional(rollbackFor = MyException.class)  
public void rollbackFor() throws MyException {  
	log.info("call rollbackFor");  
	throw new MyException();  
}

기본 정책과 무관하게 특정 예외를 강제로 롤백하고 싶으면 rollbackFor를 사용하면 된다. (해당 예외의 자식도 포함된다.)
rollbackFor = MyException.class을 지정했기 때문에 MyException이 발생하면 체크 예외이지만 트랜잭션이 롤백된다.

예외와 트랜잭션 커밋, 롤백 - 활용

스프링은 왜 체크 예외는 커밋하고, 언체크(런타임) 예외는 롤백할까?

스프링 기본적으로 체크 예외는 비즈니스 의미가 있을 때 사용하고, 런타임(언체크) 예외는 복구 불가능한 예외로 가정 한다.

체크 예외: 비즈니스 의미가 있을 때 사용
언체크 예외: 복구 불가능한 예외

참고로 꼭 이런 정책을 따를 필요는 없다. 그때는 앞서 배운 rollbackFor라는 옵션을 사용해서 체크 예외도 롤백하면 된다.

그런데 비즈니스 의미가 있는 비즈니스 예외라는 것이 무슨 뜻일까? 간단한 예제로 알아보자.

비즈니스 요구사항

주문을 하는데 상황에 따라 다음과 같이 조치한다.

정상 : 주문 시 결제를 성공하면 주문 데이터를 저장하고 결제 상태를 완료로 처리한다.
시스템 예외 : 주문 시 내부에 복구 불가능한 예외가 발생하면 전체 데이터를 롤백한다
비즈니스 예외 : 주문 시 결제 잔고가 부족하면 주문 데이터를 저장하고, 결제 상태를 대기로 처리한다.
- 이 경우 고객에게 잔고 부족을 알리고 별도의 계좌로 입금하도록 안내한다.

이때 결제 잔고가 부족하면 NotEnoughMoneyException이라는 체크 예외가 발생한다고 가정하겠다. 이 예외는 시스템에 문제가 있어서 발생하는 시스템 예외가 아니다. 시스템은 정상 동작했지만, 비즈니스 상황에서 문제가 되기 때문에 발생한 예외이다.

더 자세히 설명하자면, 고객의 잔고가 부족한 것은 시스템에 문제가 있는 것이 아니다. 오히려 시스템은 문제 없이 동작한 것이고, 비즈니스 상황이 예외인 것이다. 이런 예외를 비즈니스 예외라 한다.

그리고 비즈니스 예외는 매우 중요하고, 반드시 처리해야 하는 경우가 많으므로 체크 예외를 고려할 수 있다.

간단한 코드를 작성해서 알아보자.

hello.springtx.order 해당 패키지에 만든다.

NotEnoughMoneyException

public class NotEnoughMoneyException extends Exception {  
  
    public NotEnoughMoneyException(String message) {  
        super(message);  
    }  
}

결제 잔고가 부족하면 발생하는 비즈니스 예외. Exception을 상속 받아서 체크 예외가 된다.

Order

@Getter  
@Setter  
@Entity  
@Table(name = "orders")  
public class Order {  
  
    @Id @GeneratedValue  
    private Long id;  
  
    private String username;    // 정상, 예외, 잔고부족  
    private String payStatus;   // 대기, 완료  
}

JPA를 사용하는 Order엔티티이다.
예제를 단순하게 하기 위해 @Getter, @Setter를 사용했다. 참고로 실무에서 엔티티에 @Setter를 남발해서 불필요한 변경 포인트를 노출하는 것은 좋지 않다.
주의! @Table(name = "orders")라고 했는데, 테이블 이름을 지정하지 않으면 테이블 이름이 클래스 이름인 order가 된다. order는 데이터베이스 예약어(order by)여서 사용할 수 없다. 그래서 orders라는 테이블 이름을 따로 지정해주었다.

OrderRepository

public interface OrderRepository extends JpaRepository<Order, Long> {  
}

스프링 데이터 JPA를 사용하여 간단하게 CRUD 기능 사용.

OrderService

@Slf4j  
@RequiredArgsConstructor  
@Service  
public class OrderService {  
  
    private final OrderRepository orderRepository;  
  
    // JPA는 트랜잭션 커밋 시점에 Order 데이터를 DB에 반영한다.  
    @Transactional  
    public void order(Order order) throws NotEnoughMoneyException {  
        log.info("order 호출");  
        orderRepository.save(order);  
  
        log.info("결제 프로세스 진입");  
        if (order.getUsername().equals("예외")) {  
            log.info("시스템 예외 발생");  
            throw new RuntimeException("시스템 예외");  
        } else if (order.getUsername().equals("잔고부족")) {  
            log.info("잔고 부족 비즈니스 예외 발생");  
            order.setPayStatus("대기");  
            throw new NotEnoughMoneyException("잔고가 부족합니다.");  
        } else {  
            log.info("정상 승인");  
            order.setPayStatus("완료");  
        }  
        log.info("결제 프로세스 완료");  
    }  
}

여러 상황을 만들기 위해서 사용자 이름(username)에 따라서 처리 프로세스를 다르게 했다.
- 기본 : payStatus를 완료 상태로 처리하고 정상 처리된다.
- 예외 : RuntimeException("시스템 예외")런타임 예외가 발생한다.
- 잔고부족 :
  - payStatus를 대기 상태로 처리한다.
  - NotEnoughMoneyException("잔고가 부족합니다")체크 예외가 발생한다.
  - 잔고 부족은 payStatus를 대기 상태로 두고, 체크 예외가 발생하지만, order데이터는 커밋되기를 기대한다.

OrderServiceTest

@Slf4j  
@SpringBootTest  
class OrderServiceTest {  
  
    @Autowired OrderService orderService;  
    @Autowired OrderRepository orderRepository;  
  
    @Test  
    void complete() throws NotEnoughMoneyException {  
        //given  
        Order order = new Order();  
        order.setUsername("정상");  
        //when  
        orderService.order(order);  
  
        //then  
        Order findOrder = orderRepository.findById(order.getId()).get();  
        assertThat(findOrder.getPayStatus()).isEqualTo("완료");  
    }  
  
    @Test  
    void runtimeException() throws NotEnoughMoneyException {  
        //given  
        Order order = new Order();  
        order.setUsername("예외");  
        //when  
        assertThatThrownBy(() -> orderService.order(order))  
                .isInstanceOf(RuntimeException.class);  
  
        //then 롤백되었으므로 데이터가 없어야 한다.  
        Optional<Order> orderOptional = orderRepository.findById(order.getId());  
        assertThat(orderOptional).isEmpty();  
    }  
  
    @Test  
    void bizException() {  
        //given  
        Order order = new Order();  
        order.setUsername("잔고부족");  
  
        //when  
        try {  
            orderService.order(order);  
        } catch (NotEnoughMoneyException e) {  
            log.info("고객에게 잔고 부족을 알리고 별도의 계좌로 입금하도록 안내");  
        }  
  
        //then  
        Order findOrder = orderRepository.findById(order.getId()).get();  
        assertThat(findOrder.getPayStatus()).isEqualTo("대기");  
    }  
}

실행하기전에 application.properties에 다음 내용을 추가해서 쿼리도 보자.

logging.level.org.hibernate.SQL=DEBUG

complete()

사용자 이름을 정상으로 설정했다. 모든 프로세스가 정상 수행된다.

runtimeException()

사용자 이름을 예외로 설정했다.

런타임 예외로 롤백이 수행되었기 때문에 Order데이터가 비어 있는 것을 확인할 수 있다.

bizException()

사용자 이름을 잔고부족으로 설정했다.

NotEnoughMoneyException("잔고가 부족합니다")이 발생한다. 체크 예외로 커밋이 수행되었기 때문에 Order데이터가 저장된다.

다음을 통해서 데이터가 대기상태로 잘 저장 되었는지 검증한다.

assertThat(findOrder.getPayStatus()).isEqualTo("대기");

정리

NotEnoughMoneyException은 시스템에 문제가 발생한 것이 아니라, 비즈니스 문제 상황을 예외를 통해 알려준다. 마치 예외가 리턴 값 처럼 사용된다. 따라서 이 경우에는 트랜잭션을 커밋하는 것이 맞다. 이 경우 롤백하면 생성한 Order자체가 사라진다. 그러면 고객에게 잔고 부족을 알리고 별도의 계좌로 입금하도록 안내해도 주문(Order) 자체가 사라지기 때문에 문제가 된다.
그런데 비즈니스 상황에 따라 체크 예외의 경우에도 트랜잭션을 커밋하지 않고, 롤백하고 싶을 수 있다. 이때는 rollbackFor옵션을 사용하면 된다.
런타임 예외는 항상 롤백된다. 체크 예외의 경우 rollbackFor옵션을 사용해서 비즈니스 상황에 따라서 커밋과 롤백을 선택하면 된다.

Minseong Kim

스프링 DB 2편 - 데이터 접근 활용 기술 (13) - 데이터 접근 기술 - 스프링 트랜잭션 이해 3

트랜잭션 AOP 주의 사항 - 초기화 시점

트랜잭션 옵션 소개

value, transactionManager

rollbackFor

noRollbackFor

propagation

isolation

timeout

label

readOnly

예외와 트랜잭션 커밋, 롤백 - 기본

runtimeException()

checkedException() 실행

rollbackFor

예외와 트랜잭션 커밋, 롤백 - 활용

비즈니스 요구사항

OrderServiceTest

complete()

runtimeException()

bizException()

정리

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참고

초보를 위한 도커 안내서 (2) 도커 설치부터 실행까지

초보를 위한 도커 안내서 (1) 도커란 무엇인가

모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식 (8) - HTTP 헤더 2 - 캐시와 조건부 요청

모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식 (7) - HTTP 헤더 1 - 일반 헤더