10. 스프링 트랜잭션 전파 - 활용(1)

 

이 글은 배민 기술이사 김영한 이사님의 인프런 강의 "스프링 DB 2편 - 데이터 접근 활용 기술" 을 기반으로 작성되었습니다. 문제 시 삭제 조치하겠습니다.

 

아래와 같은 순서로 공부를 진행합니다.

 

 

• 프로젝트 설정
• 커밋, 롤백
• 단일 트랜잭션

 

0. 프로젝트 설정

비즈니스 요구사항

회원을 등록하고 조회하는 기능을 가집니다.

회원에 대한 변경 이력을 추적할 수 있도록 회원 데이터가 변경될 때 변경 이력을 DB LOG 테이블에 남겨야 합니다.

예제를 단순화 하기 위해 회원 등록시에만 DB LOG 테이블에 남기도록 하겠습니다.

 

Member

@Entity
@Getter @Setter
public class Member {

    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    private String username;

    public Member() {
    }

    public Member(String username) {
        this.username = username;
    }
}

JPA를 통해 관리하는 회원 엔티티입니다.

 

MemberRepository

@Slf4j
@Repository
@RequiredArgsConstructor
public class MemberRepository {

    private final EntityManager em;

    @Transactional
    public void save(Member member) {
        log.info("member 저장");
        em.persist(member);
    }

    public Optional<Member> find(String username) {
        return em.createQuery("select m from Member m where         m.username=:username", Member.class)
            .setParameter("username", username)
            .getResultList().stream().findAny();
    }
}

JPA를 사용하는 회원 리포지토리입니다. 저장과 조회 기능을 제공합니다.

 

Log

@Entity
@Getter @Setter
public class Log {
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    private String message;

    public Log() {
    }

    public Log(String message) {
        this.message = message;
    }
}

JPA를 통해 관리하는 로그 엔티티입니다.

 

LogRepository

@Slf4j
@Repository
@RequiredArgsConstructor
public class LogRepository {

    private final EntityManager em;

    @Transactional
    public void save(Log logMessage) {
        log.info("log 저장");
        em.persist(logMessage);

        if (logMessage.getMessage().contains("로그예외")) {
            log.info("log 저장시 예외 발생");
            throw new RuntimeException("예외 발생");
        }
    }

    public Optional<Log> find(String message) {
        return em.createQuery("select l from Log l where l.message = :message", Log.class)
            .setParameter("message", message)
            .getResultList().stream().findAny();
    }
}

JPA를 사용하는 로그 리포지토리입니다. 저장과 조회 기능을 제공합니다.

중간에 예외 상황을 재현하기 위해 로그예외라고 입력하는 경우 예외를 발생시키도록 만들었습니다.

 

MemberService

@Slf4j
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class MemberService {

    private final MemberRepository memberRepository;
    private final LogRepository logRepository;

    public void joinV1(String username) {
        Member member = new Member(username);
        Log logMessage = new Log(username);

        log.info("== memberRepository 호출 시작 ==");
        memberRepository.save(member);
        log.info("== memberRepository 호출 종료 ==");

        log.info("== logRepository 호출 시작 ==");
        logRepository.save(logMessage);
        log.info("== logRepository 호출 종료 ==");
    }

    public void joinV2(String username) {
        Member member = new Member(username);
        Log logMessage = new Log(username);

        log.info("== memberRepository 호출 시작 ==");
        memberRepository.save(member);
        log.info("== memberRepository 호출 종료 ==");

        log.info("== logRepository 호출 시작 ==");
        try {
            logRepository.save(logMessage);
        } catch (RuntimeException e) {
            log.info("log 저장에 실패했습니다. logMessage={}", logMessage.getMessage());
            log.info("정상 흐름 변환");
        }
        log.info("== logRepository 호출 종료 ==");
    }
}

회원을 등록하면서 동시에 회원 등록에 대한 DB 로그도 함께 남깁니다.

 

joinV1()

회원과 DB로그를 함께 남기는 비즈니스 로직입니다.

현재 별도의 트랜잭션은 설정하지 않은 상태입니다.

 

joinV2()

joinV1() 과 같은 기능을 수행합니다. DB로그 저장 시 예외가 발생하면 예외를 복구합니다.

현재 별도의 트랜잭션은 설정하지 않습니다.

 

MemberServiceTest

@Slf4j
@SpringBootTest
class MemberServiceTest {
    @Autowired
    MemberService memberService;
    @Autowired
    MemberRepository memberRepository;
    @Autowired
    LogRepository logRepository;

    /**
    * MemberService @Transactional:OFF
    * MemberRepository @Transactional:ON
    * LogRepository @Transactional:ON
    */
    @Test
    void outerTxOff_success() {
        //given
        String username = "outerTxOff_success";
        //when
        memberService.joinV1(username);
        //then: 모든 데이터가 정상 저장된다.
        assertTrue(memberRepository.find(username).isPresent());
        assertTrue(logRepository.find(username).isPresent());
    }
}

 

참고

JPA의 구현체인 하이버네이트가 테이블을 자동으로 생성합니다. 메모리 DB이기 때문에 모든 테스트가 완료된 이후에 DB는 사라집니다.

여기서는 각각의 테스트가 완료된 시점에 데이터를 삭제하지 않으므로 username은 테스트별로 각각 다르게 설정해야 합니다. 그렇지 않으면 다음 테스트에 영향을 줍니다. (모든 테스트가 완료되어야 DB가 사라짐)

 

JPA와 데이터 변경

JPA를 통한 모든 데이터 변경(등록, 수정, 삭제)에는 트랜잭션이 필요합니다. (조회는 트랜잭션 없이 가능)

현재 코드에서 서비스 계층에 트랜잭션이 없기 때문에 리포지토리에 트랜잭션이 있습니다.

 

1. 커밋, 롤백

서비스 계층에 트랜잭션이 없을 때 - 커밋

상황

• 서비스 계층에 트랜잭션이 없음
• 회원, 로그 리포지토리가 각각 트랜잭션을 가지고 있음
• 회원, 로그 리포지토리 둘다 커밋에 성공

 

outerTxOff_success

/**
* MemberService @Transactional:OFF
* MemberRepository @Transactional:ON
* LogRepository @Transactional:ON
*/
@Test
void outerTxOff_success() {
    //given
    String username = "outerTxOff_success";

    //when
    memberService.joinV1(username);

    //then: 모든 데이터가 정상 저장된다.
    assertTrue(memberRepository.find(username).isPresent());
    assertTrue(logRepository.find(username).isPresent());
}

 

 1. MemberService에서 MemberRepository를 호출합니다. MemberRepository에는 @Transactional 애노테이션이 있으므로 트랜잭션 AOP가 작동합니다. 여기서 트랜잭션 매니저를 통해 트랜잭션을 시작합니다.

• 그림에서는 생략했지만, 트랜잭션 매니저에 트랜잭션을 요청하면 데이터소스를 통해 커넥션 con1을 획득하고, 해당 커넥션을 수동 커밋 모드로 변경해서 트랜잭션을 시작합니다.
• 그리고 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 트랜잭션을 시작한 커넥션을 보관합니다.
• 트랜잭션 매니저의 호출 결과로 status를 반환합니다. 여기서는 신규 트랜잭션 여부가 true 입니다.

 

 2. MemberRepository는 JPA를 통해 회원을 저장하는데, 이때 JPA는 트랜잭션이 시작된 con1을 사용해서 회원을 저장합니다.

 3. MemberRepository 가 정상 응답을 반환했기 때문에 트랜잭션 AOP는 트랜잭션 매니저에 커밋을 요청합니다.

 4. 트랜잭션 매니저는 con1 을 통해 물리 트랜잭션을 커밋합니다.

• 물론 이 시점에 앞서 설명한 신규 트랜잭션 여부, rollbackOnly 여부를 모두 체크합니다.

 

이렇게 해서 MemberRepository와 관련된 모든 데이터는 정상 커밋되고, 트랜잭션B는 완전히 종료됩니다.

이후에 LogRepository를 통해 트랜잭션C를 시작하고, 정상 커밋합니다.

결과적으로 둘다 커밋되었으므로 Member, Log 모두 안전하게 저장됩니다.

 

@Transactional과 REQUIRED

트랜잭션 전파의 기본 값은 REQUIRED입니다. 따라서 아래 두 코드는 같습니다.

• @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
• @Transactional

 

REQUIRED는 기존 트랜잭션이 없으면 새로운 트랜잭션을 만들고, 기존 트랜잭션이 있으면 참여합니다.

 

서비스 계층에 트랜잭션이 없을 때 - 롤백

아래와 같은 상황이라고 가정합시다.

• 서비스 계층에 트랜잭션이 없음
• 회원, 로그 리포지토리가 각각 트랜잭션을 가지고 있음.
• 회원 리포지토리는 정상 동작하지만 로그 리포지토리에서 예외가 발생

 

outerTxOff_fail

/**
* MemberService @Transactional:OFF
* MemberRepository @Transactional:ON
* LogRepository @Transactional:ON Exception
*/
@Test
void outerTxOff_fail() {
    //given
    String username = "로그예외_outerTxOff_fail";

    //when
    assertThatThrownBy(() -> memberService.joinV1(username))
        .isInstanceOf(RuntimeException.class);

    //then: 완전히 롤백되지 않고, member 데이터가 남아서 저장된다.
    assertTrue(memberRepository.find(username).isPresent());
    assertTrue(logRepository.find(username).isEmpty());
}

사용자 이름에 로그예외라는 단어가 포함되어 있으면 LogRepository에서 런타임 예외가 발생합니다.

트랜잭션 AOP는 해당 런타임 예외를 확인하고 롤백 처리합니다.

 

로그예외 로직

if (logMessage.getMessage().contains("로그예외")) {
    log.info("log 저장시 예외 발생");
    throw new RuntimeException("예외 발생");
}

 

 

MemberService에서 MemberRepository를 호출하는 부분은 앞서 설명한 내용과 같습니다. 트랜잭션이 정상 커밋되고, 회원 데이터도 DB에 정상 반영됩니다.

 

MemberService에서 LogRepository를 호출하는데, 로그예외 라는 이름을 전달합니다. 이 과정에서 새로운 트랜잭션 C가 생성됩니다.

 

LogRepository 응답 로직

1. LogRepository는 트랜잭션C와 관련된 con2를 사용합니다.
2. 로그예외라는 이름을 전달해서 LogRepository에 런타임 예외가 발생합니다.
3. LogRepository 는 해당 예외를 밖으로 던집니다. 이 경우 트랜잭션 AOP가 예외를 받습니다.
4. 런타임 예외가 발생해서 트랜잭션 AOP는 트랜잭션 매니저에 롤백을 호출합니다.
5. 트랜잭션 매니저는 이 트랜잭션이 신규 트랜잭션이므로 물리 롤백을 호출합니다.

참고 - 트랜잭션 AOP도 결국 내부에서는 트랜잭션 매니저를 사용합니다.
이 경우 회원은 저장되지만, 회원 이력 로그는 롤백됨. 따라서 데이터 정합성에 문제가 발생할 수 있음.

 

2. 단일 트랜잭션

트랜잭션 하나만 사용하기

회원 리포지토리와 로그 리포지토리를 하나의 트랜잭션으로 묶는 가장 간단한 방법은 이 둘을 호출하는 회원 서비스에만 트랜잭션을 사용하는 것입니다.

 

그에 맞게 코드를 수정하고 Test 메서드를 수정합시다.

 

MemberService - joinV1()

@Transactional //추가
public void joinV1(String username)

 

MemberRepository - save()

//@Transactional //제거
public void save(Member member)

 

LogRepository - save()

//@Transactional //제거
public void save(Log logMessage)

 

MemberRepository, LogRepository의 @Transactional 코드를 제거하고

MemberService에만 @Transactional 코드를 추가했습니다.

 

singleTx

/**
* MemberService @Transactional:ON
* MemberRepository @Transactional:OFF
* LogRepository @Transactional:OFF
*/
@Test
void singleTx() {
    //given
    String username = "singleTx";

    //when
    memberService.joinV1(username);

    //then: 모든 데이터가 정상 저장된다.
    assertTrue(memberRepository.find(username).isPresent());
    assertTrue(logRepository.find(username).isPresent());
}

 

 

이렇게 하면 MemberService를 시작할 때 부터 종료할 때 까지의 모든 로직을 하나의 트랜잭션으로 묶을 수 있습니다.

• 물론 MemberService가 MemberRepository, LogRepository를 호출하므로 이 로직들은 같은 트랜잭션을 사용합니다.

 

MemberService만 트랜잭션을 처리하기 때문에 앞서 배운 논리 트랜잭션, 물리 트랜잭션, 외부 트랜잭션, 내부 트랜잭션, rollbackOnly, 신규 트랜잭션, 트랜잭션 전파와 같은 복잡한 것을 고민할 필요가 없습니다.

 

이렇게 아주 단순하고 깔끔하게 트랜잭션을 묶을 수 있습니다.

 

 

@Transactional이 MemberService에만 붙어있기 때문에 MemberService만 트랜잭션 AOP가 적용됩니다.

MemberRepository, LogRepository는 트랜잭션 AOP가 적용되지 않습니다.

MemberService의 시작부터 끝까지, 관련 로직은 해당 트랜잭션이 생성한 커넥션을 사용합니다.

 

MemberService가 호출하는 MemberRepository, LogRepository도 같은 커넥션을 사용하면서 자연스럽게 트랜잭션 범위에 포함합니다.

 

참고 - 같은 쓰레드를 사용하면 트랜잭션 동기화 매니저는 같은 커넥션을 반환

 

각각 트랜잭션이 필요한 상황

 

하지만 만약 아래 그림처럼 각각 트랜잭션이 필요하면 어떻게 할까요?

 

 

트랜잭션 적용 범위

 

클라이언트 A는 MemberService부터 MemberRepository , LogRepository를 모두 하나의 트랜잭션으로 묶고 싶습니다.

클라이언트 B는 MemberRepository만 호출하고 여기에만 트랜잭션을 사용하고 싶습니다.

클라이언트 C는 LogRepository만 호출하고 여기에만 트랜잭션을 사용하고 싶습니다.

 

클라이언트 A만 생각하면 MemberService에 트랜잭션 코드를 남기고, MemberRepository, LogRepository의 트랜잭션 코드를 제거하면 앞서 배운 것 처럼 깔끔하게 하나의 트랜잭션을 적용할 수 있습니다.

 

하지만 이렇게 되면 클라이언트 B, C가 호출하는 MemberRepository, LogRepository에는 트랜잭션을 적용할 수 없습니다.

트랜잭션 전파 없이 이런 문제를 해결하려면 아마 트랜잭션이 있는 메서드와 트랜잭션이 없는 메서드를 각각 만들어야 합니다. 이 경우에는 더 복잡하게 다음과 같은 상황이 발생할 수도 있습니다.

 

 

클라이언트 Z가 호출하는 OrderService에서도 트랜잭션을 시작할 수 있어야 하고, 클라이언트A가 호출하는 MemberService에서도 트랜잭션을 시작할 수 있어야 합니다.

 

결국 이런 문제를 해결하기 위해 트랜잭션 전파가 필요하게 됩니다. 다음 글에 이어서 이런 문제를 해결해보도록 하겠습니다.

 

• 전파 커밋
• 전파 롤백
• 복구 REQUIRED
• 복구 REQUIRES_NEW