[Spring DB] 트랜잭션 적용

🪄 트랜잭션 - 적용전

실제 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용해서 계좌이체 같이 원자성이 중요한 비즈니스 로직을 어떻게 구현할까?

 

MemberService

먼저 트랜잭션 없이 단순하게 계좌이체 비즈니스 로직만 구현

@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV1 {

    private final MemberRepositoryV1 memberRepository;

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        Member fromMember = memberRepository.findById(fromId);
        Member toMember = memberRepository.findById(toId);

        memberRepository.update(fromId, fromMember.getMoney() - money);
        validation(toMember);
        memberRepository.update(toId, toMember.getMoney() + money);
    }

    private void validation(Member toMember) {
        // 오류 CASE
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("계좌 이체중 예외 발생");
        }
    }
}

• formId 의 회원을 조회해서 toId 의 회원에게 money 만큼의 돈을 계좌이체 하는 로직이다.
• fromId 회원의 돈을 money 만큼 감소한다. ➔ UPDATE SQL 실행
• toId 회원의 돈을 money 만큼 증가한다. ➔ UPDATE SQL 실행
• 예외 상황을 테스트해보기 위해 toId 가 "ex" 인 경우 예외를 발생한다.

 

 

MemberServiceTest

/**
 * 기본 동작, 트랜잭션 X -> 문제 발생 CASE
 */
@Slf4j
class MemberServiceV1Test {

    public static final String MEMBER_A = "memberA";
    public static final String MEMBER_B = "memberB";
    public static final String MEMBER_EX = "ex";

    private MemberRepositoryV1 memberRepository;
    private MemberServiceV1 memberService;

    @BeforeEach
    public void before() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV1(memberRepository);
    }

    @AfterEach
    public void after() throws SQLException {
        memberRepository.delete(MEMBER_A);
        memberRepository.delete(MEMBER_B);
        memberRepository.delete(MEMBER_EX);
    }

    
    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    void accountTransfer() throws SQLException {

        // given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

        // when
        memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);

        // then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());

        Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
    }

    @Test
    @DisplayName("이체중 예외 발생")
    void accountTransferEx() throws SQLException {

        // given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_EX, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

        // when

        Assertions.assertThatThrownBy(
                ()-> memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000))
                .isInstanceOf(IllegalStateException.class);


        // then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());

        Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}

 

 

1️⃣ 정상이체 - accountTransfer()

given: 다음 데이터를 저장해서 테스트를 준비한다.

• memberA 10000원
• memberB 10000원

when: 계좌이체 로직을 실행한다.

• memberService.accountTransfer() 를 실행한다.
• memberA memberB 로 2000원 계좌이체 한다.
• memberA 의 금액이 2000원 감소한다.
• memberB 의 금액이 2000원 증가한다.

then: 계좌이체가 정상 수행되었는지 검증한다.

• memberA 8000원 - 2000원 감소
• memberB 12000원 - 2000원 증가

 

테스트 데이터 제거

• 테스트가 끝나면 다음 테스트에 영향을 주지 않기 위해 @AfterEach 에서 테스트에 사용한 데이터를 모두 삭제한다.
• @BeforeEach : 각각의 테스트가 수행되기 전에 실행된다.
• @AfterEach : 각각의 테스트가 실행되고 난 이후에 실행된다.

@AfterEach
void after() throws SQLException {
 memberRepository.delete(MEMBER_A);
 memberRepository.delete(MEMBER_B);
 memberRepository.delete(MEMBER_EX);
}

• 테스트 데이터를 제거하는 과정이 불편하지만, 다음 테스트에 영향을 주지 않으려면 테스트에서 사용한 데이터를 모두 제거해야 한다. 
• 그렇지 않으면 이번 테스트에서 사용한 데이터 때문에 다음 테스트에서 데이터 중복으로 오류가 발생할 수 있다. 테스트에서 사용한 데이터를 제거하는 더 나은 방법으로는 트랜잭션을 활용하면 된다. 
• 테스트 전에 트랜잭션을 시작하고, 테스트 이후에 트랜잭션을 롤백해버리면 데이터가 처음 상태로 돌아온다. 

 

2️⃣ 이체중 예외 발생 - accountTransferEx()

given: 다음 데이터를 저장해서 테스트를 준비한다.

• memberA 10000원
• memberEx 10000원

when: 계좌이체 로직을 실행한다.

• memberService.accountTransfer() 를 실행한다.
• memberA memberEx 로 2000원 계좌이체 한다.
• memberA 의 금액이 2000원 감소한다.
• memberEx 회원의 ID는 ex 이므로 중간에 예외가 발생한다. 이 부분이 중요하다.

then: 계좌이체는 실패한다. memberA 의 돈만 2000원 줄어든다.

• memberA 8000원 - 2000원 감소
• memberEx 10000원 - 중간에 실패로 로직이 수행되지 않았다. 따라서 그대로 10000원으로 남아있게 된다.

 

정리

• 이체중 예외가 발생하게 되면 memberA 의 금액은 10000원 8000원으로 2000원 감소한다. 
• 그런데 memberEx 의 돈은 그대로 10000원으로 남아있다. 
• 결과적으로 memberA 의 돈만 2000원 감소한 것이다!

---

🪄 트랜잭션 - 적용 후

이번에는 DB 트랜잭션을 사용해서 앞서 발생한 문제점을 해결해보자.

애플리케이션에서 트랜잭션을 어떤 계층에 걸어야 할까? 

쉽게 이야기해서 트랜잭션을 어디에서 시작하고, 어디에서 커밋해야할까?

 

비즈니스 로직과 트랜잭션

 

 

트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작해야 한다.

• 비즈니스 로직이 잘못되면 해당 비즈니스 로직으로 인해 문제가 되는 부분을 함께 롤백해야 하기 때문이다.
• 그런데 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 
• 결국 서비스 계층에서 커넥션을 만들고, 트랜잭션 커밋 이후에 커넥션을 종료해야 한다.
• 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용하려면 트랜잭션을 사용하는 동안 같은 커넥션을 유지해야한다. 
• 그래야 같은 세션을 사용할 수 있다.

 

커넥션과 세션

 

 

애플리케이션에서 같은 커넥션을 유지하려면 어떻게 해야할까? 

• 가장 단순한 방법은 커넥션을 파라미터로 전달해서 같은 커넥션이 사용되도록 유지하는 것이다.
• 먼저 리포지토리가 파라미터를 통해 같은 커넥션을 유지할 수 있도록 파라미터를 추가하자.

 

MemberRepository

/**
 * JDBC = Connection Param
 */
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberRepositoryV2 {

    private final DataSource dataSource; // 생성자 주입

    public Member save(Member member) throws SQLException {

        String sql = "insert into member(member_id, money) values(?,?)";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, member.getMemberId());
            pstmt.setInt(2, member.getMoney());
            pstmt.executeUpdate();
            return member;

        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;

        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }

    }

    public Member findById(String memberId) throws SQLException {

        String sql = "select * from member where member_id=?";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);

            ResultSet 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);
            }

        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;

        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }

    public Member findById(Connection con, String memberId) throws SQLException {

        String sql = "select * from member where member_id=?";

        PreparedStatement pstmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);

            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);
            }

        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;

        } finally {
            // Connection은 여기서 닫으면 안된다.
            JdbcUtils.closeResultSet(rs);
            JdbcUtils.closeStatement(pstmt);
            // JdbcUtils.closeConnection(con);
        }
    }

    public void update(String memberId, int money) throws SQLException {

        String sql = "update member set money=? where member_id=?";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setInt(1, money);
            pstmt.setString(2, memberId);
            int resultSize = pstmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize={}", resultSize);

        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;

        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }

    public void update(Connection con, String memberId, int money) throws SQLException {

        String sql = "update member set money=? where member_id=?";

        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setInt(1, money);
            pstmt.setString(2, memberId);
            int resultSize = pstmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize={}", resultSize);

        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;

        } finally {
            // Connection은 여기서 닫으면 안된다.
            JdbcUtils.closeResultSet(null);
            JdbcUtils.closeStatement(pstmt);
            // JdbcUtils.closeConnection(con);
        }
    }

    public void delete(String memberId) throws SQLException{
        String sql = "delete from member where member_id=?";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);
            pstmt.executeUpdate();

        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;

        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }

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

    private Connection getConnection() throws SQLException {
        Connection con = dataSource.getConnection();
        log.info("get connection={}, class={}", con, con.getClass());
        return con;
    }
}

 

 

MemberRepository는 기존 코드와 같고 커넥션 유지가 필요한 다음 두 메서드가 추가되었다. 

• 참고로 다음 두 메서드는 계좌이체 서비스 로직에서 호출하는 메서드이다.
• findById(Connection con, String memberId)
• update(Connection con, String memberId, int money)

 

주의⚠️ - 코드에서 다음 부분을 주의해서 보자!

1. 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 파라미터로 넘어온 커넥션을 사용해야 한다. 

• 따라서 con = getConnection() 코드가 있으면 안된다.

2. 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 리포지토리에서 커넥션을 닫으면 안된다. 

• 커넥션을 전달 받은 리포지토리 뿐만 아니라 이후에도 커넥션을 계속 이어서 사용하기 때문이다. 
• 이후 서비스 로직이 끝날 때 트랜잭션을 종료하고 닫아야 한다.

 

 

MemberService

 

이제 가장 중요한 트랜잭션 연동 로직을 작성해보자.0

/**
 * 트랜잭션-파라미터 연동, 풀을 고려한 종료
 */
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV2 {

    private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(MemberServiceV2.class);
    private final MemberRepositoryV2 memberRepository;
    private final DataSource dataSource;

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        Connection con = dataSource.getConnection();
        try {
            con.setAutoCommit(false); // 트랜잭션 시작
            // 비즈니스 로직 수행
            bizLogic(con, fromId, toId, money);

            con.commit(); // 성공 시 커밋
        } catch (Exception e) {
            con.rollback(); // 실패 시 롤백
            throw new IllegalStateException(e);
        } finally {
            release(con);
        }
        
    }

    private void bizLogic(Connection con, String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        Member fromMember = memberRepository.findById(con, fromId);
        Member toMember = memberRepository.findById(con, toId);

        memberRepository.update(con,fromId, fromMember.getMoney() - money);
        validation(toMember);
        memberRepository.update(con,toId, toMember.getMoney() + money);
    }

    private void release(Connection con) {
        if (con != null) {
            try {
                con.setAutoCommit(true); // 커넥션 풀을 고려
                con.close();
            } catch (Exception e) {
                log.error("error", e);
            }
        }
    }

    private void validation(Member toMember) {
        // 오류 CASE
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("계좌 이체중 예외 발생");
        }
    }
}

 

Connection con = dataSource.getConnection();

• 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다.

con.setAutoCommit(false); //트랜잭션 시작

• 트랜잭션을 시작하려면 자동 커밋 모드를 꺼야한다. 
• 이렇게 하면 커넥션을 통해 세션에 set autocommit false 가 전달되고, 이후부터는 수동 커밋 모드로 동작한다. 
• 이렇게 자동 커밋 모드를 수동커밋 모드로 변경하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 보통 표현한다.

bizLogic(con, fromId, toId, money);

• 트랜잭션이 시작된 커넥션을 전달하면서 비즈니스 로직을 수행한다.
• 이렇게 분리한 이유는 트랜잭션을 관리하는 로직과 실제 비즈니스 로직을 구분하기 위함이다.
• memberRepository.update(con..) : 비즈니스 로직을 보면 리포지토리를 호출할 때 커넥션을 전달하는 것을 확인할 수 있다.

con.commit(); //성공시 커밋

• 비즈니스 로직이 정상 수행되면 트랜잭션을 커밋한다.

con.rollback(); //실패시 롤백

• catch(Ex){..} 를 사용해서 비즈니스 로직 수행 도중에 예외가 발생하면 트랜잭션을 롤백한다.

release(con);

• finally {..} 를 사용해서 커넥션을 모두 사용하고 나면 안전하게 종료한다. 
• 그런데 커넥션 풀을 사용하면 con.close() 를 호출 했을 때 커넥션이 종료되는 것이 아니라 풀에 반납된다. 
• 현재 수동 커밋 모드로 동작하기 때문에 풀에 돌려주기 전에 기본 값인 자동 커밋 모드로 변경하는 것이 안전하다.

 

 

MemberServiceTest

/**
 * 트랜잭션-커넥션 파라미터 전달 방식 동기화
 */
@Slf4j
class MemberServiceV2Test {

    public static final String MEMBER_A = "memberA";
    public static final String MEMBER_B = "memberB";
    public static final String MEMBER_EX = "ex";

    private MemberRepositoryV2 memberRepository;
    private MemberServiceV2 memberService;


    @BeforeEach
    public void before() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV2(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV2(memberRepository, dataSource);
    }

    @AfterEach
    public void after() throws SQLException {
        memberRepository.delete(MEMBER_A);
        memberRepository.delete(MEMBER_B);
        memberRepository.delete(MEMBER_EX);
    }


    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    void accountTransfer() throws SQLException {

        // given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

        // when
        log.info("START TX");
        memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000);
        log.info("END TX");

        // then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());

        Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(12000);
    }

    @Test
    @DisplayName("이체중 예외 발생")
    void accountTransferEx() throws SQLException {

        // given
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_EX, 10000);
        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

        // when
        Assertions.assertThatThrownBy(
                        ()-> memberService.accountTransfer(memberA.getMemberId(), memberB.getMemberId(), 2000))
                .isInstanceOf(IllegalStateException.class);


        // then
        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberB = memberRepository.findById(memberB.getMemberId());

        Assertions.assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(10000);
        Assertions.assertThat(findMemberB.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}

 

 

1️⃣ 정상이체 - accountTransfer()

• 기존 로직과 같아서 생략한다.

2️⃣ 이체중 예외 발생 - accountTransferEx()

다음 데이터를 저장해서 테스트를 준비한다.

• memberA ➔ 10000원
• memberEx ➔ 10000원

 

계좌이체 로직을 실행한다.

• memberService.accountTransfer() 를 실행한다.
• 커넥션을 생성하고 트랜잭션을 시작한다.
• memberA ➔ memberEx 로 2000원 계좌이체 한다.
• memberA 의 금액이 2000원 감소한다.
• memberEx 회원의 ID는 ex 이므로 중간에 예외가 발생한다.
• 예외가 발생했으므로 트랜잭션을 롤백한다.

 

계좌이체는 실패했다. 

• 롤백을 수행해서 memberA 의 돈이 기존 10000원으로 복구되었다.
• memberA 10000원 - 트랜잭션 롤백으로 복구된다.
• memberEx 10000원 - 중간에 실패로 로직이 수행되지 않았다. 따라서 그대로 10000원으로 남아있게 된다.

 

트랜잭션 덕분에 계좌이체가 실패할 때 롤백을 수행해서 모든 데이터를 정상적으로 초기화 할 수 있게 되었다.

결과적으로 계좌이체를 수행하기 직전으로 돌아가게 된다.

 

 

남은 문제

• 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 적용하려면 서비스 계층이 매우 지저분해지고, 생각보다 매우 복잡한 코드를 요구한다. 
• 추가로 커넥션을 유지하도록 코드를 변경하는 것도 쉬운 일은 아니다.