🎗 @Transactional(readOnly = true) 붙이는 이유

개요

오늘은 @Transaction, 특히 readOnly = true 옵션에 대하여 깊이 탐구해 보겠다.
우리는 @Transaction 어노테이션을 통해(Spring AOP로) 트렌젝션 범위를 쉽게 구현할 수 있다.

여기서 조회만을 위한 로직에는 @Transactional(readOnly = true)옵션을 추가하여 성능을 높여주는 사실은 모두 알고있을 것이다. 여기서 어떠한 로직을 거처 성능상의 이점을 얻어내는지 탐구해 보겠다.

@Transactional 자세히 보기

1. 트렌젝션이란 무엇인가?

뜻

데이터베이스의 상태를 변경하기위해 수행하는 작업의 단위.

목적

데이터의 무결성을 보장하는 것.

무결성 : 데이터의 정확성, 일관성, 유효성이 유지되는 것. 데이터 값이 정확한 상태.
- 정확성 : 중복이나 누락이 없는 상태.
- 일관성 : 작업 전/후 데이터 상태가 일관되게 유지되는 상태.
- 유효성 : 사용자로부터 값을 입력받을 때, 정확한 값만을 입력받도록 하는 것.

데이터 무결성과 데이터 정합성의 차이

무결성은 위에서 설명한대로 데이터가 정확하고 유효한 상태고,

정합성은 데이터의 값이 서로 일치하는 상태를 뜻한다.(반정규화를 통해 이상현상이 발생하면 정합성이 깨진다.)

정합성은 지키지만 무결성이 깨진 상태의 예를 들자면,
주문테이블과 고객테이블의 idx값이 모두 -1 이라면 정합성은 지키고 있지만, 반드시 1이상의 값을 가져야한다는 idx값의 규칙에 의해 데이터 무결성이 훼손되게 된다.

2. `@Transactional`의 기본 개념

Spring에서 트렌젝션을 선언적으로 관리하기 위해 사용.
메서드 또는 클래스 단위로 트렌젝션 범위 지정.

사용시 다음과 같이 사용된다.

@Transactional
public void doBusinessLogic() {
    ...
}

주의점

`@Transactional`의 위치와 프록시 메커니즘

@Transactional은 Spring AOP의 인터페이스 기반 (JDK 동적 프록시) 또는 클래스 기반 (CGLIB) 으로 프록시를 생성한다.
따라서 내부 호출(self-invocation) 시 트랜잭션이 적용되지 않는다.

public class A {
    @Transactional
    public void methodA() {
        methodB(); // 트랜잭션 적용 안됨!
    }

    @Transactional
    public void methodB() { ... }
}

SpringAOP 사용 예 보러가기

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readOnly 옵션

목적

쓰기 작업 금지 : flush발생 X / 변경감지X
성능 최적화 : 특정 DB에서 Lock 생략 ▶ Lock ( 데이터베이스 락 ) 이란

@Transactional(readOnly = true)

단순 조회 전용 메서드에 적용하여 리소스를 절약한다.

상세한 설명

위에서 설명한 바와 같이, 읽기 목적의 로직에 여러 작업을 간소화 하여 성능을 높이는 옵션이다.
이를 더 상세히 설명하겠다.

1. 영속성 컨텍스트와 변경감지

▶ 영속성 컨텍스트

변경감지(Dirty Checking)

영속성 컨텍스트는 Entity조회 시 초기 상태에 대한 SnapShot을 저장한다.
트렌젝션이 Commit 될 때, 초기 상태(SnapShot) 와 현재 Entity의 상태를 비교한다.
이때, 비교된 내용에 대해 update query를 자동으로 생성해 쓰기 지연 저장소에 저장한다.
이후 일괄적으로 query를 flush()하여 DB에 반영되게 된다.

이와같이 사용자가 직접 update쿼리 등을 작성하지 않아도, 엔티티의 변경점을 감지하여 자동으로 수정/반영 해주는 것이 영속성 컨텍스트의 변경감지 기법이다.

위서 말했듯, readOnly = true 옵션이 켜져있다면, flush발생과 자동감지의 동작을 멈춘다. 즉, JPA세션의 플러시 모드를 MANUAL로 변경하여 강제로 flush를 호출하지 않는 한, 엔티티 수정내역에 DB에 반영되지 않는다.

결론

readOnly = true옵션이 켜져있다면, JPA는 해당 트렌젝션이 내의 조회 쿼리에 대해서, 변경감지를 위한 초기상태(SnapShot)을 저장하지 않아도 되고, 불필요한 Dirty Checking을 건너 뛰게 함으로 매모리와 CPU리소스를 절감할 수 있다.

2. 읽기전용 코드에 대한 가독성 증가

// 1
@Transactional(readOnly = true)
public Member getMember(int memberId) {
    ..
    return member;
}

// 2
@Transactional
public Loaner getLoaner(int memberId) {
    Optional<Loaner> loaner = loanerRepository.findById(loanerId);
    ..
    return loaner;
}

위 코드를 보았을 때, 물론 코드를 분석하여 단순 select로직인지, 쓰기 로직인지 판단할 수있겠지만,
누가 봐도 단번에 getMember(int memberId)가 읽기전용 메서드라는것을 파악할 수 있다.
이는 코드의 가독성을 향상시켜 줄 뿐 아니라, 실수로 트리거 할 수 있는 쓰기 작업을 거부할 수 있다.

3. 레플리케이션(Replication) 환경의 분산 부하

레플리케이션이란?

’두개 이상의 DBMS를 Master/Slave 라는 수직적 구조를 활용하여 DB의 부하를 분산시키는 기술’

Master DB에는 insert/update/delete 와 같은 작업을 수행하도록 하고, select 작업을 Slave DB에서

작업하도록 구성한다.

왜? select작업만을 따로 빼는 구조를 만들었을까?

보통의 경우 select작업의 소요시간이 가장 길기 때문이다.
Table Full Scan에 경우 데이터 개수에 따라 소요시간이 아주 길게 사용될 수 있다.
이 시간동안, 다른 작업을 하지 못하게 되니 병목이 발생하는 주요원인이 된다.

이로 인한 장점

레플리케이션 구조는 복제본 DB(Slave)를 함께 운용함으로, Master DB장애 발생시 SlaveDB를 승격시켜 장애를 빠르게 복구할 수 있다.
조회작업에 대한 트레픽을 분산할 수 있다.

결론

@Transactional(readOnly = true) 옵션은 SlaveDB에서 데이터를 가져오도록 동작시키고,
- (읽기 전용 트렌젝션이 SlaveDB로 자동 라우팅 된다.)
이를 통해 레플리케이션의 목적에 맞게 트래픽 분산을 온전하게 적용시킬 수 있다.

+ @Transactional 어노테이션을 제거한다면?

만약, readOnly=ture 옵션을 통해, 스냅샷 저장을 막고 조회 속도를 올리는게 목적이라면,

@Transactional 어노테이션을 완전히 지우면 되는것 아닌가?

// @Transactional(readOnly = true) -> 주석처리
public Member getMember(int idx) {
        Member member = memberRepository.findByIdx(idx).get();
        System.out.println(member.getName()); // Lazy Loading 발생
        return member;
}

다음과 같이 코드를 구성했다면?

사실 아무일도 일어나지 않는다. (Lazy Loading이 정상적으로 동작한다.)
단, OSIV 옵션이 true인 경우에만 한정이다. ▶ 🌋 OSIV란 무엇인가

그렇다면 다음과 같이 osiv옵션을 false로 하고 재실행한다면?

// application.properties
spring.jpa.open-in-view=false

LazyInitializationException이 발생하게 된다.

이는 영속성 컨텍스트가 종료된 이후(준영속 상태)에 해당 엔티티에 접근하려 할 때 발생하는 예외이다.

(DTO로 변환하여 직접 엔티티에 접근할 필요가 없도록 관리하는 이유이기도 함)

따라서, OSIV옵션이 켜져있지 않다면, @Transactional 어노테이션은 강제되고,

조회용 쿼리만을 위한 메서드에는 항상 readOnly=ture 옵션을 붙여주는것이 바람직하다.