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미미나에서 익힌 개념 + 개인적으로 정리 해보고 싶던 개념

1. Transaction (트랜잭션)

트랜잭션은 여러 작업을 하나로 묶어 **"한 번에 모두 성공하거나 모두 실패하는 것"**을 보장하는 개념이다

  • 대표적으로,, 은행에서 돈을 이체하는 예시가 가장 일반적

  • 은행에서 돈을 이체할 때 출금과 입금이 동시에 성공하거나, 둘 다 실패하도록 해야함 (그렇지 않으면 한 쪽에서는 돈이 빠져나가고 다른 쪽에서는 돈이 안 들어오는 문제가 생길 수 있기 때문....) => 트랜잭션은 이런 문제가 발생하지 않도록 해주는 장치

  • 주요 특징: 트랜잭션은 ACID(원자성, 일관성, 고립성, 지속성)라는 4가지 성질을 지켜야 한다

    • 원자성: 모든 작업이 완전히 수행되거나, 아무것도 수행되지 않아야 함.
    • 일관성: 트랜잭션 실행 전과 후의 데이터 상태가 일관적이어야 함.
    • 고립성: 다른 트랜잭션에 영향을 주지 않아야 함.
    • 지속성: 완료된 트랜잭션의 결과는 영구히 반영됨.

2. HikariCP

데이터베이스 연결 풀 라이브러리

서버에서 데이터베이스에 연결할 때는 시간이 걸리기 때문에, 자주 연결하고 끊는 것은 비효율적.. -> HikariCP는 여러 개의 데이터베이스 연결을 미리 만들어 두고, 필요할 때마다 빠르게 연결을 빌려주는 방식으로 연결 속도를 높이고 서버 자원을 절약하게 도와준다

  • 장점: HikariCP는 연결 성능이 뛰어나고 메모리를 적게 사용해서 서버 자원을 효율적으로 관리하는 데 유리함 특히, 대규모 트래픽이 몰리는 서버 환경에서 안정적으로 동작

3. Master-Slave 구조

Master-Slave 구조는 데이터베이스 서버를 주(Master) 서버와 부(Slave) 서버로 나누어 사용하는 방식을 의미함

  • Master 서버: 데이터를 쓰고(INSERT, UPDATE, DELETE 등), 변경 작업을 담당
  • Slave 서버: Master 서버의 데이터를 복제하여 읽기(SELECT) 전용 작업을 담당

이 구조를 사용하면 읽기와 쓰기 작업을 나눠서 할 수 있기 때문에 서버 부하를 줄이고, 읽기 작업 속도를 높일 수 있는 장점이 있다 -> 데이터가 많은 애플리케이션(예: 쇼핑몰)에서 자주 사용된다고 함!

DBC

  • JDBC(Java DataBase Connectivity): 데이터베이스에 연결 및 작업을 하기 위한 자바 표준 인터페이스
  • 자바는 DBMS(Oracle, MySQL, MongoDB 등)의 종류에 상관 없이 하나의 JDBC API를 이용해서 데이터베이스 작업을 처리
  • JDBC는 DB에 접근해서
    • CRUD를 쉽고 효율적이게 할 수 있게 하고
    • 고성능에서의 세련된 메소드를 제공하며 쉽게 프로그래밍 할 수 있게 도와준다

장점

  • 각 DB 회사들은 자신들의 DB에 맞는 드라이버를 제공한다. 이러한 JDBC 드라이버를 사용하면 JDBC 를 지원하기만 한다면 모든 DB에 접근하는 것이 가능하다.
  • SQL 을 지원함으로써 모든 JDBC 데이터소스에 SQL을 통하여 접속할 수 있도록 해준다.
  • 대부분의 개발자들이 잘 아는 친숙한 Access 기술로 별도의 학습 없이 적용해 개발이 가능하다.

단점

  • 안정적이고 유연하지만 로우 레벨 기술로 인식되기도 한다.
  • 간단한 SQL 문을 실행하는 데도 코드 중복이 반복적으로 일어나게 된다.
  • Connection 과 같은 공유 리소스를 제대로 릴리즈 해주지 않으면 시스템 자원이 바닥나는 버그가 발생할 수도 있다.

JPA

**JPA(Java Persistence API)**는 현재 **ORM(Object Relational Mapping)**의 기술 표준

  • ORM을 사용하기 위한 인터페이스를 모아둔 것

JPA는 애플리케이션과 JDBC 사이에서 동작한다. JPA 내부에서 JDBC API를 사용하여 SQL을 호출하여 DB와 통신한다.

JPA를 사용하는 이유

1. 생산성

JPA를 사용하면 자바 컬렉션에 저장하듯이 JPA 에게 저장할 객체를 전달하면 된다.

반복적인 코드를 개발자가 직접 작성하지 않아도 되며, 데이터베이스 설계 중심을 객체 설계 중심으로 변경할 수 있다.

2. 유지보수

필드를 하나만 추가해도 관련된 SQL과 JDBC 코드를 전부 수행해야 했지만 JPA는 이를 대신 처리해주기 때문에 개발자가 유지보수해야하는 코드가 줄어든다.

3. 성능

애플리케이션과 데이터베이스 사이에서 성능 최적화 기회를 제공한다.

같은 트랜잭션안에서는 같은 엔티티를 반환하기 때문에 데이터베이스와의 통신 횟수를 줄일 수 있다. 또한, 트랜잭션을 commit하기 전까지 메모리에 쌓고 한번에 SQL을 전송한다.

SpringBoot에서는 왜 Entity를 DTO로 변환시켜 사용할까?

  • 엔티티(Entity):

    • 데이터베이스의 테이블과 직접 매핑되는 객체
    • 비즈니스 로직을 포함할 수 있음!
    • 데이터베이스와의 상호작용을 위해 설계되며, 엔티티의 변경은 데이터베이스의 스키마에 영향을 미칠 수 있다.

  • DTO(Data Transfer Object):

    • 계층간 데이터 교환을 위한 객체
    • 로직을 포함하지 않고, 순수한 데이터만 가지고 있다.
    • 특정 엔티티의 일부 데이터나, 여러 엔티티의 조합된 데이터를 전달하는데 사용할 수 있음

  • 엔티티를 직접 사용하면?

    • 클라에게 불필요한 정보까지 노출될 수 있음 (보안에 민감한 정보까지도..)
    • 엔티티 변경이 API 스펙에 직접 영향을 미친다 → 유지보수 어려워지고, 확장성 제한됨
    • 성능 이슈 (필요한 정보만을 선택적으로 제공 X → 성능 최적화가 어려워짐)

예시 코드

// 엔티티 클래스
@Entity
public class User {
    @Id
    private Long id;
    private String username;
    private String password; // 클라이언트에게 노출되면 안 되는 정보
    
    // Getters, Setters, Constructors ...
}

// DTO 클래스
public class UserDTO {
    private Long id;
    private String username; // 필요한 정보만 포함
    
    // Getters, Setters, Constructors ...
}

/// 변환 로직
public UserDTO convertToDTO(User user) {
    return new UserDTO(user.getId(), user.getUsername());
}

Dirty Checking (더티 체킹)

JPA에서 트랜잭션 내에서 엔티티가 변경되면 자동으로 데이터베이스에 반영되도록 하는 기능.

  • 작동 방식:
    • 트랜잭션이 시작되고 엔티티가 조회된 상태에서 필드를 변경하면 JPA는 이를 감지하고, 트랜잭션 종료 시점에 변경 사항을 자동으로 데이터베이스에 반영함.
    • JPA는 조회한 엔티티의 초기 상태를 보관하고, 트랜잭션 종료 시 현재 상태와 비교하여 변경된 필드가 있으면 SQL UPDATE 명령을 실행함.
  • 효과: save() 호출 없이도 트랜잭션 종료 시점에 변경 사항이 자동으로 커밋되며, 코드가 간결해지고 엔티티의 변경이 데이터베이스와 자동 동기화된다!

Dirty Checking (더티 체킹) 사용 여부에 따른 코드 비교

더티 체킹을 사용하지 않은 코드

public void updateDiaryTitle(Long diaryId, DiaryRequest diaryRequest) {
    Diary diary = diaryRepository.findById(diaryId)
        .orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("Diary not found"));

    // 제목이 존재하고 30자를 넘지 않으면 수정
    if (diaryRequest.getTitle() != null && diaryRequest.getTitle().length() <= 30) {
        diary.setTitle(diaryRequest.getTitle());
        diaryRepository.save(diary); // save()를 호출하여 변경 사항을 명시적으로 저장
    }
}

더티 체킹을 사용한 코드

@Transactional
public void updateDiaryTitle(Long diaryId, DiaryRequest diaryRequest) {
    Diary diary = diaryRepository.findById(diaryId)
        .orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("Diary not found"));

    // 제목이 존재하고 30자를 넘지 않으면 수정
    if (diaryRequest.getTitle() != null && diaryRequest.getTitle().length() <= 30) {
        diary.setTitle(diaryRequest.getTitle());
        // save()를 호출하지 않아도 트랜잭션 종료 시점에 변경 사항이 자동으로 반영됨
    }
}

DB의 역할

데이터베이스 DB를 통해 데이터를 Disk에 온전히, 영구적으로 저장 이때, Spring과의 의존이 최소화되도록 인프라를 구성해야 함 -> 서버가 죽더라도 두 프로세스 모두 죽지 않도록!

DB와 Spring 각각의 프로세스의 역할을 명확히 분리할 것

DB의 종류

  1. RDB 관게형 데이터 베이스 join으로 관계를 맺게 되고, 이를 통해 서버에서 데이터를 정합성 있게 조회 즉, RDB는 데이터 스키마 간에 관계를 맺게 된다

  2. 데이터 식별자 데이터를 '잘' 저장하기 위해서는 데이터가 잘 정리될 수 있도록 데이터의 UIQUE를 보장해 줘야 한다. 이때, PK라 불리는 기본키 식별자로 데이터의 유니크를 보장한다.

  3. 쿼리 DB와의 소통을 위해 필요한 언어를 뜻한다. 관계형 데이터 베이스에 데이터의 저장, 조회, 조작에 사용

3-1) DDL: 데이터 정의어

Create, Alter, Drop

3-2) DML: 데이터 조작어

Selece, Insert, Update, Delete

DB와 Server 실제로 연결하기

+) DB 접근 정보가 담긴 파일 yml이 노출되어서는 안 된다 +) auto-ddl DB데이터가 유실되지 않게 조심해야 한다

Client -> Controller에서 DTO로 받은 뒤 Service로 전달 -> Service에서 Entity로 바꾸어 Repository로 전달 JPA, MySQL dependency를 추가하고, resources 패키지 내부에 application.yml 파일을 추가해 환경세팅하기

@Transactional 이해하기 - 미미나... 내용

  • 트랜잭션은 DB 관리 시스템 혹은 유사한 시스템에서의 상호작용 단위로 데이터 정합성을 보장하기 위한 방법 -> 동시 접근하는 여러 프로그램 간 격리를 제공 -> 오류로부터의 복구 허용 및 DB 일관성 있게 유지하는 안정적 작업 단위 제공

  • Transaction의 특징 -> 원자성 + 일관성 + 독립성 + 지속성의 약자를 딴 단어 -> 트랜잭션이 단일 단위로 처리해 완전히 성공 / 실패 로만 처리되도록 함 -> 트랜잭션의 성공적 완료 시 언제나 동일한 데이터베이스 상태로 유지 -> 트랜잭션 수행 시 다른 트랜잭션의 그 어떤 작업도 개입하지 못함 -> 성공적으로 수행된 트랜잭션의 결과는 영원히 반영되어 있어야 함

  • 트랜잭션의 과정 -> 트랜잭션 시작 -> 비즈니스 로직 실행 -> 트랜잭션 커밋...

  • 트랜잭션 사용 이유 -> 데이터베이스 상태의 변화를 위해 수행하는 작업 단위를 의미 -> Transactional 어노테이션 추가 시 Dirty Checking을 하게 되고, 이터베이스에 commit을 해서 수정된 사항을 save 없이도 반영할 수 있도록 함 -> JPA에서는 트랜잭션이 끝나는 시점에 변화가 생긴 모든 엔티티들을 데이터베이스에 자동으로 반영 +) JPA의 영속성 컨텍스트(Persistence Context)가 수행하는 변경 감지(Dirty Checking) 간단히 말하자면... Drity Checking은 상태 변경 검사를 의미

  • 트랜잭션 언제 사용하면 좋을까? -> 주로 비즈니스 로직이 담겨있는 서비스 레이어에서 트랜잭션 처리 -> 데이터 저장을 하는 레포지토리 레이어에서 읽어온 데이터들을 읽기, 수정, 저장 등의 작업을 하는 곳이 서비스 레이어이기 때문!

  • @Transactional(readOnly = true)는? -> 조회용 메서드임을 선언하는 것 -> JPA는 해당 트랜잭션 내에서 조회하는 Entity가 조회용임을 인식, 변경 감지를 위한 Snapshot을 따로 보관하지 않음 -> 메모리 절약되는 성능상의 이점 존재