[JPA] - 영속성 컨텍스트 (Persistence Context)

영속성 컨텍스트란?

JPA에서 영속성 컨텍스트는 엔티티 객체를 영속 상태(Persistent State)로 유지하고, 데이터베이스와 동기화를 담당한다. 이를 통해 데이터베이스 작업을 효율적으로 처리하고, 개발자가 직접 SQL을 작성하지 않아도 된다.

 

영속성 컨텍스트의 주요 역할

• 엔티티 관리: 엔티티의 생명주기를 관리한다. (비영속, 영속, 준영속, 삭제)
• 변경 감지: 엔티티 객체의 상태 변경을 감지하고, 필요한 경우 데이터베이스에 자동으로 반영한다.
• 캐싱: 동일한 엔티티를 여러 번 조회해도 동일한 인스턴스를 반환하여, 성능을 최적화한다.
• 트랜잭션과의 연계: 트랜잭션 범위 내에서만 유효하며, 트랜잭션 종료 시 데이터를 플러시(Flush)하여 데이터베이스와 동기화한다.

 

영속성 컨텍스트의 동작 원리

  JPA는 EntityManager를 통해 영속성 컨텍스트를 제어한다. 영속성 컨텍스트의 동작은 다음과 같은 단계를 통해 이루어진다.

 

1. 비영속 상태(Transient State)
   • 새로 생성된 객체로, 아직 영속성 컨텍스트에 포함되지 않은 상태다. 즉, 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태이다.

   User user = new User(); 
   user.setName("John"); // 아직 영속성 컨텍스트에 포함되지 않음

2. 영속 상태(Persistent State)
   • 영속성 컨텍스트에 저장되어 관리되는 상태다.
   • EntityManager.persist()를 호출하거나, 데이터베이스에서 조회된 객체는 영속 상태(1차 캐시)가 된다.
   • 트랜잭션의 커밋 시점에 영속성 컨텍스트에 있는 정보들이 DB에 쿼리로 날아간다.

   em.persist(user); // 영속성 컨텍스트에 user가 포함됨

    
3. 준영속 상태(Detached State)
   • 영속성 컨텍스트에서 저장되었다가 분리된 상태로, 더 이상 JPA가 관리하지 않는다.
   • 예: EntityManager.clear()나 EntityManager.detach()를 호출한 경우.

   em.detach(user); // user는 더 이상 영속성 컨텍스트에서 관리되지 않음

    
4. 삭제 상태(Removed State)
   • 엔티티가 삭제 요청된 상태다. 데이터베이스에서 해당 데이터는 실제로 삭제된다.

   em.remove(user); // user는 데이터베이스에서 삭제됨

    

    

영속성 컨텍스트의 주요 특징

1. 1차 캐시 (First-Level Cache)
   • 영속성 컨텍스트는 동일한 트랜잭션 내에서 엔티티를 1차 캐시에 저장한다.
     • 만약, 1차 캐시에 찾는 데이터가 없다면 DB에서 해당 데이터를 가져와 1차 캐시에 저장한 후, 1차 캐시에서 해당 데이터를 반환한다.
   • 동일한 엔티티를 반복 조회해도 항상 같은 객체를 반환한다.
   • 1차 캐시는 전역적이지 않으며 해당되는 스레드 한개에 매핑된다. 즉, 1차 캐시는 공유되지 않는 캐시이다.

   User user1 = em.find(User.class, 1L); 
   User user2 = em.find(User.class, 1L); 
   System.out.println(user1 == user2); // true

    

    
2. 변경 감지 (Dirty Checking) 
   • 엔티티의 필드 값이 변경되면 트랜잭션 커밋 시점에 자동으로 UPDATE 쿼리를 실행한다.

   User user = em.find(User.class, 1L);
   user.setName("Updated Name"); // 변경 감지 
   em.flush(); // 데이터베이스에 변경 사항 반영

    

   자세한 내용은 https://codingdoit.tistory.com/24 에서 확인할 수 있다.

    

    
3. 지연 로딩 (Lazy Loading)
   • 엔티티의 연관 관계를 필요한 시점까지 로딩하지 않고, 실제 사용 시점에 데이터를 가져온다. 자세한 내용은 https://codingdoit.tistory.com/25 에서 확인할 수 있다.
4. 동일성 보장
   • 영속성 컨텍스트는 동일한 엔티티를 여러 번 조회할 때 항상 동일한 객체를 반환한다.

 

영속성 컨텍스트의 장점

• 성능 최적화
  • 데이터베이스와의 불필요한 통신을 줄이고, 캐시를 통해 성능을 향상시킨다.
• 코드 단순화
  • JPA가 상태 변화를 자동으로 감지하고 반영하므로, 개발자가 직접 SQL을 작성할 필요가 없다.
• 동일성 보장
  • 동일한 엔티티를 여러 번 조회해도 같은 객체를 반환하여, 데이터 정합성을 유지한다.

 

영속성 컨텍스트 사용 시 주의할 점

1. 메모리 관리
   • 영속성 컨텍스트는 메모리를 사용하므로, 너무 많은 엔티티를 한 번에 관리하면 메모리 문제가 발생할 수 있다.
   • EntityManager.clear()를 통해 주기적으로 컨텍스트를 비울 수 있다.
2. 변경 감지 오버헤드
   • 변경 감지 기능은 모든 엔티티를 검사하므로, 너무 많은 엔티티를 관리하면 성능 저하가 발생할 수 있다.

 

영속성 컨텍스트와 트랜잭션

 

 영속성 컨텍스트는 트랜잭션 범위 내에서 동작한다. 트랜잭션이 종료되면 영속성 컨텍스트의 변경 사항이 데이터베이스에 반영되고, 이후 영속성 컨텍스트는 더 이상 유효하지 않다.

EntityTransaction tx = em.getTransaction(); tx.begin(); // 트랜잭션 시작
User user = em.find(User.class, 1L);
user.setName("New Name"); 
tx.commit(); // 변경 사항이 데이터베이스에 반영됨