[Inflearn] 스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리 (A)

📚 강의 출처

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스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리 강의 | 김영한 - 인프런

강사님께 항상 감사합니다. 🧑🏻‍💻
해당 글은 김영한님의 강의와 개인적 지식을 바탕으로 정리한 내용입니다.
모든 자료의 출처는 김영한 강사님임을 미리 밝힙니다.

섹션 1. JDBC 이해

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애플리케이션 서버와 DB

• 커넥션 연결 : TCP/IP를 사용해 커넥션 연결
• SQL 전달 : DB가 이해할 수 있는 SQL을 연결된 커넥션을 통해 DB에 전달
• 결과 응답 : DB는 전달된 SQL을 수행하고 그 결과 반환

 

만약, DB 종류를 변경하면 애플리케이션 서버에 개발된 사용 코드를 변경해야 한다. 또한, 각 DB의 지식을 새로 습득해야 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 JDBC 자바 표준이 등장한다.

 

대표적인 기능

• Connection - 연결
• Statement - SQL 담을  내용
• ResultSet - SQL 요청 응답

 

표준 인터페이스를 사용해 설계하면 된다. 각 DB 회사는 자신의 DB에 맞도록 JDBC 드라이버 라이브러리를 제공한다. 라이브러리는 표준 인터페이스를 토대로 설계되어 있기에, 표준 인터페이스를 의존해 사용한다.

 

SQL Mapper - JDBC를 편리하게 사용하도록 도움

• SQL 응답 결과를 객체로 편리하게 변환
• JDBC의 반복 코드 제거
• ex) 스프링 JdbcTemplate, MyBatis

 

ORM 기술 - 객체를 관계형 데이터베이스 테이블과 매핑

• SQL 동적으로 만들어 실행
• 다른 SQL을 사용하는 문제도 중간에서 해결(JDBC에서 최대한 해결했지만, 개선이 필요한 부분)
• JPA는 자바 ORM 표준 인터페이스이며, 하이버네이트와 이클립스 링크 대표적인 기술이 존재

 

데이터 베이스 연결

• JDBC 제공 DriverManager.getConnection(...) 사용 

JDBC DriverManager 연결 이해

커넥션 요청 흐름

 

회원등록 예제

public Member save(Member member) throws SQLException {
    String sql = "insert into member(member_id, money) values(?, ?)"; // sql 문
    Connection con = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    try {
        con = getConnection(); // 연결
        pstmt = con.prepareStatement(sql); // sql문 적용
        pstmt.setString(1, member.getMemberId()); // sql 파라미터 삽입
        pstmt.setInt(2, member.getMoney());
        pstmt.executeUpdate(); // 데이터베이스 전달
        return member; 
    } catch (SQLException e) {
        log.error("db error", e);
        throw e;
    } finally {
        close(con, pstmt, null); // 리소스 정리
    }
}

private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
    if (rs != null) {
    	try {
            rs.close(); // 종료
        } catch (SQLException e) {
            log.info("error", e);
        } 
    }
    if (stmt != null) {
        try {
            stmt.close(); // 종료
        } catch (SQLException e) {
            log.info("error", e);
        }
    }
    if (con != null) {
        try {
            con.close(); // 종료
        } catch (SQLException e) {
            log.info("error", e);
        }
    }
}

private Connection getConnection() {
    return DBConnectionUtil.getConnection();
}

쿼리를 실행하고, 오류가 발생하더라도 리소스 정리를 해야 한다. 정리할 때는 역순으로 해야 한다.

 

ResultSet - 데이터 반환

ResultSet rs = null;

rs = pstmt.executeQuery();
if (rs.next()) {
    Member member = new Member();
    member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
    member.setMoney(rs.getInt("money"));
    return member;
} else {
    throw new NoSuchElementException("member not found memberId=" +memberId); 
}

ResultSet 결과 사용 예시

 

🧑🏻‍💻 강의 실습 기록

섹션 1. JDBC 이해 · Issue #58 · taek2222/Inflearn_Spring

 

섹션 2. 커넥션풀과 데이터소스 이해

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커넥션 매번 획득

사용자 요청마다 커넥션을 새로 만드는 것을 매우 비효율적이다. 요청마다 TCP/IP 커넥션의 새로 생성에 의해 리소스와 시간이 추가적으로 발생해 응답 속도에 영향을 준다. 이를 해결하기 위해 '커넥션 풀' 방법을 사용한다.

커넥션 풀 초기화

애플리케이션 시작 시점에 미리 커넥션을 확보해 풀에 보관한다.

커넥션 풀 사용 로직

1. 커넥션 조회 : 커넥션 풀에 있는 남은 커넥션을 참조
2. 커넥션 획득 : 남아있는 커넥션이 있으면 획득
3. 커넥션 사용 : 획득한 커넥션으로 DB연결 후 사용
4. 커넥션 풀에 반환 : 사용한 커넥션은 다시 풀에 반환

 

커넥션 풀

• 실무에서 항상 기본 사용
• 커넥션 풀 숫자 정의 가능(기본 값 10)
• 오픈 소스 커넥션 풀 중에서 HikariCP 대부분 사용 

 

커넥션 획득 방법 추상화

• DataSource는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화한 인터페이스

 

설정과 사용의 분리

• 설정 : 설정과 관련된 속성들은 한 곳에 있는 것이 향후 변경에 더 유연하게 대처
• 사용 : 설정은 신경 쓰지 않고, 호출해서 사용

 

HikariCP

void dataSourceConnectionPool() throws SQLException, InterruptedException {

    HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
    
    dataSource.setJdbcUrl(URL); // DB 설정
    dataSource.setUsername(USERNAME); 
    dataSource.setPassword(PASSWORD); 
    dataSource.setMaximumPoolSize(10); // 사이즈 설정
    dataSource.setPoolName("MyPool"); // 풀 이름 설정

    useDataSource(dataSource);
    Thread.sleep(1000);
}

• 애플리케이션 실행 시 별도의 스레드를 사용해 커넥션 풀에 커넥션을 생성(애플리케이션 실행 시간 영향 X)

 

JdbcUtils 편의 메서드

private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
        JdbcUtils.closeResultSet(rs); // 연결 해제
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);
        JdbcUtils.closeConnection(con);
}

 

🧑🏻‍💻 강의 실습 기록

섹션 2. 커넥션풀과 데이터소스 이해 · Issue #60 · taek2222/Inflearn_Spring

 

섹션 3. 트랜잭션 이해

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애플리케이션이 동작할 때, 저장하고 싶은 데이터는 분명 파일로도 저장할 수 있다. 그러나, 현대 개발은 DB를 사용한다. 사용 이유 중 하나가 트랜잭션 때문이다. 만약에 A 데이터와 B 데이터를 저장하는 로직이 있다고 하자. A 데이터가 정상적으로 저장되고, B 데이터를 저장하려는 순간 에러가 발생했다. 그럼 A 데이터만 저장이 완료되고 B 데이터는 저장이 안 된다. 이게 어떤 큰 문제를 야기하는지는 A, B 데이터를 계좌이체 실제 사례를 들어보면 확연하게 와닿을 거다. 한 사용자는 돈이 빠져나가고, 한 사용자는 돈이 입금이 안 되는 상황이 발생한다. 이러한 문제를 방지하기 위해 트랜잭션이라는 개념을 통해 Rollback도 할 수 있고, 정상적으로 로직이 마무리되면 Commit이 될 수 있다.

 

트랜잭션 ACID

• 원자성 : 트랜잭션 내 작성은 모두 성공하거나 실패해야 한다.
• 일관성 : 트랜잭션은 일관성 있는 데이터베이스 상태를 유지해야 한다.
• 격리성 : 동시에 실행되는 트랜잭션들 사이에 서로 영향을 미치지 않도록 격리해야 한다.
• 지속성 : 트랜잭션의 결과는 항상 기록되어야 한다.

트랜잭션은 위와 같은 제약을 보장한다. 하지만, 모두 준수한다면 동시 처리 성능이 매우 나빠진다. 이를 해결하기 위해 격리 수준을 4단계로 정의했다.

 

트랜잭션 격리 수준 - Isolation level

• READ uncommitted(커밋되지 않은 읽기)
• READ COMMITTED(커밋된 읽기)
• REPEATABLE READ(반복 가능한 읽기)
• SERIALIZABLE(직렬화 가능)

 

연결 구조

• 애플리케이션의 요청으로 데이터베이스 서버는 내부에 세션을 생성, 연결 종료 시 세션도 종료

 

트랜잭션

• 커밋 호출 전까지는 임시로 데이터를 저장
• 자동 커밋, 수동 커밋
  • 자동 커밋 : 쿼리 실행 직후 자동으로 커밋 호출
  • 수동 커밋 : 쿼리 실행 후 커밋 전까지는 반영 X
• 보통 수동 커밋 모드로 전환하는 것을 "트랜잭션을 시작한다" 표현

 

DB락

• 트랜잭션 시작 후 커밋이나 롤백 전까지 다른 세션에서 접근할 수 없게 방지
• 조회는 락을 획득하지 않아도 가능 (데이터베이스마다 차이)
• 락이 없는 상태에서 쿼리 요청할 시 락이 반환될 때까지 대기
• 타임 아웃이 지나면 에러 발생

 

• 테스트 사용한 데이터는 트랜잭션을 활용해 제거

비지니스 로직과 트랜잭션

• 트랜잭션을 활용하려면 커넥션 유지 필요

 

이후 내용은 트랜잭션을 직접 코드로 구현한 내용이다. 구조를 파악하려면 PDF를 따로 참고하면 좋다. 이렇게 살펴본 복잡한 코드를 어떻게 스프링에서 사용하는지는 다음 섹션에 나온다.

 

🧑🏻‍💻 강의 실습 기록

섹션 3. 트랜잭션 이해 · Issue #62 · taek2222/Inflearn_Spring