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자바로 개발을 할때 이 지루한 코드들을 보거나 작성해 본 경험이 있으신가요?

package cwchoiit;

public class Member {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
  • Getter, Setter의 작업은 굉장히 개발자로 하여금 지루한 코드 작성 요소라고 볼 수 있습니다.
  • 물론, 요즘에는 IDE의 도움을 받아 굉장히 편리하게 작성을 해주지만 그럼에도 불구하고 코드가 쓸데없이 방대해지고 길어지는 건 막을 수가 없죠.

 

여기서 우리의 위대한 선배 개발자님들은 이 과정에 지루함을 느꼈습니다. 이 과정이 자동화되면 좋겠다고 말이죠. 그렇게 탄생한 정말 개인적으로 엄청 위대한 라이브러리라고 생각되는 이 `Lombok`. 많이들 사용하시나요? 저는 필수로 사용중입니다. 

 

그래서 다음과 같이 위 코드를 대체할 수가 있죠.

package cwchoiit;

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

@Getter
@Setter
public class Member {

    private String name;
    private int age;
}
  • 위 코드와 비교해서 얼마나 깔끔한가요? 쓸데없이 길게 늘어진 Getter, Setter가 없으니 훨씬 보기도 편하고, 여기에 의미있는 메서드나 도메인 주도 개발을 포커스로 개발하시는 분들한테는 더할 나위 없이 좋겠죠.

 

그런데 궁금하지 않으셨나요? 도대체 어떻게 이렇게만 하면 자동으로 위에 코드처럼 Getter, Setter가 만들어지고 사용할 수가 있는지? 전 이 부분이 너무 너무 궁금했습니다. 그래서 공부하고 찾아보게 됐습니다. Lombok의 원리!

 

Lombok의 핵심 키워드는! → '애노테이션 프로세싱'과 'AST 조작'

 

애노테이션 프로세싱

1. 애노테이션 프로세서(Annotation Processor)란?

  • Java의 애노테이션 프로세서는 컴파일 단계에서 애노테이션을 분석하고, 이를 기반으로 추가적인 코드를 생성하거나 컴파일러에 특정 작업을 지시하는 기능을 제공합니다.
  • 이는 Java Compiler API의 일부로, 애노테이션 기반의 코드 생성 및 검증을 지원하는 도구입니다. 
  • 애노테이션 프로세서는 `javax.annotation.processing` 패키지에 정의된 인터페이스와 클래스들을 통해 구현됩니다. 
  • 일반적으로 컴파일 타임에 실행되며, 런타임에 영향을 미치지 않습니다.

2. 애노테이션 프로세서(Annotation Processor)의 주요 역할

  • 애노테이션 처리: 소스 코드에 선언된 애노테이션을 감지하고, 이를 기반으로 처리 작업 수행
  • 소스 코드 생성: @Getter와 같은 애노테이션을 통해 Getter 메서드 자동 생성.
  • 애노테이션 검증: 애노테이션 사용이 올바른지 확인하고, 잘못된 경우 컴파일러 오류를 출력해준다. 예를 들어, 특정 필드에만 적용 가능한 애노테이션을 다른 위치에 사용했는지 검증할 수 있습니다.
  • 리소스 파일 생성: 컴파일 시점에 특정 리소스 파일 생성 (예: `.properties` 파일)

3. 애노테이션 프로세서(Annotation Processor)의 동작 원리

3-1. 컴파일러와의 통합

 

애노테이션 프로세서는 Java 컴파일러(Javac)의 플러그인 형태로 작동합니다.

컴파일러가 코드를 컴파일하면서 애노테이션 프로세서를 호출하여 필요한 작업을 수행합니다.

 

3-2. Annotation Processing API

 

애노테이션 프로세서를 작성하려면 `javax.annotation.processing` 패키지의 API를 사용해야 합니다.

핵심 클래스 및 인터페이스는 다음과 같습니다.

  • Processor 인터페이스
    • 모든 애노테이션 프로세서는 이 인터페이스를 구현해야 합니다. 대부분은 AbstractProcessor 클래스를 확장하여 구현합니다.
  • ProcessingEnvironment 인터페이스
    • 컴파일러와 애노테이션 프로세서 간의 통신을 위한 환경을 제공합니다.
    • 소스 코드 생성 도구(Filer)와 메시지 출력 도구(Messager)를 포함합니다.
  • RoundEnvironment 인터페이스
    • 컴파일러가 처리 중인 애노테이션 및 소스 코드 정보를 제공합니다.

 

 

바이트코드 조작

Lombok은 바이트코드를 직접 변경하는 것은 아니고, 컴파일러의 AST(Abstract Syntax Tree)를 조작하여 결과적으로 수정된 바이트코드를 생성합니다. 이게 무슨 말일까요?

 

Java에서 AST(Abstract Syntax Tree)는 컴파일러가 소스 코드를 분석할 때 생성하는 구조화된 트리 형태의 데이터 구조를 말합니다.

이 트리는 소스 코드의 문법 요소(클래스, 메서드, 변수 등)를 계층적으로 표현하며, 컴파일러는 이 AST를 기반으로 바이트코드(.class 파일)를 생성합니다. 

 

그러니까, Lombok이 "AST를 조작한다"는 말은 컴파일러가 생성한 이 구문 트리에 접근하여 수정하거나 요소를 추가한다는 의미겠죠. 예를 들면, @Getter 애노테이션이 붙은 필드에 대해 Getter 메서드 노드를 트리에 삽입하겠고 그렇게 조작된 AST를 컴파일러가 바이트코드(.class 파일)로 변환하면서 실제로 동작하는 코드가 만들어집니다.

 

말로만 얘기해서는 AST에 대해 이해하기가 조금 난해합니다. 다음 코드를 보시죠!

 

Java 코드

public class Member {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
}

AST

- Class: Member
  - Field: name (Type: String, Modifier: private)
  - Method: getName (Type: String, Modifier: public)
    - Return: name
  • 이게 바로 AST입니다. 컴파일러는 이 AST를 사용하여 소스 코드의 문법 오류를 검증하고 바이트코드를 생성해 냅니다.

Lombok의 동작 방식: AST 조작

그러니까 엄밀히 따져서 Lombok은 바이트코드를 조작하는 것이 아니라, AST를 조작한다고 보면 되겠죠. Lombok은 애노테이션 프로세서로 동작하며, 컴파일러가 AST를 생성하는 과정에서 해당 트리를 수정합니다. 이를 통해 추가적인 코드를 자동으로 삽입하거나 수정합니다. 

 

그러니까, Lombok@Getter와 같은 애노테이션을 감지하고, 이를 기반으로 AST에서 필드에 대응하는 Getter 메서드 노드를 삽입합니다. 최종적으로 조작된 AST는 컴파일러가 다시 바이트코드로 변환하구요.

 

예를 들어볼까요? 다음 소스 코드를 보시죠.

package cwchoiit;

public class Member {
    @Getter
    private String name;
}
  • 컴파일러가 AST를 생성합니다. Member 클래스와 name 필드를 포함하는 트리 구조를 생성하겠죠. 바로 아래와 같이요.
- Class: Member
  - Field: name (Type: String, Modifier: private)
  • 그 후 Lombok 애노테이션 프로세서가 AST를 조작합니다. 
  • Lombok@Getter 애노테이션이 붙은 필드를 감지합니다. 그리고 그 필드에 대한 GettergetName() 메서드의 노드를 AST에 삽입합니다. 그래서 아래와 같이 조작된 AST가 만들어집니다!
- Class: Member
  - Field: name (Type: String, Modifier: private)
  - Method: getName (Type: String, Modifier: public)
    - Return: name
  • 이제 컴파일러가 다시 이 AST를 통해 바이트코드를 생성해 냅니다. 
  • 그래서, 결과 바이트코드는 getName() 메서드를 포함하게 되죠.

 

정리를 하자면

Lombok의 동작원리를 살펴보았습니다. 핵심 키워드는 [애노테이션 프로세싱]과 [AST 조작]이라고 할 수 있는데요. 이 과정을 통해 지루한 반복 코드를 깔끔하게 애노테이션으로 해결할 수가 있게 됐습니다. 물론, Lombok에 관련된 논란 거리도 있습니다만, 전 Lombok이 좋네요. 

 

 

나도 한번 만들어볼까?

이해를 해봤으니, 직접 다뤄볼까요? 간단하게라도 직접 만들어보기까지 한다면 조금 더 이 과정이 이해될 것 같습니다.

`chyonibok` 이라는 이름의 프로젝트를 하나 만들고 다음과 같이 코드를 작성했습니다.

package cwchoiit;

public class Member {
    @AutoGetter
    private String name;
}
  • 지금 저 @AutoGetter 애노테이션은 아무런 동작도 하지 않습니다. 심지어 컴파일 오류가 납니다. 이렇게 만든 Member라는 클래스가 @AutoGetter 애노테이션이 달린 필드를 보고 해당 필드의 Getter 메서드를 자동으로 만들어주는 그 작업을 한번 해보겠습니다.

 

그러기 위해 프로젝트를 하나 더 만들 생각입니다. 라이브러리 역할을 하는. 그래서 새로 만든 프로젝트의 이름을 `chyoniboklib`라고 하고 새로 만들었습니다. 그리고 다음과 같이 애노테이션을 하나 생성했습니다.

package cwchoiit;

import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface AutoGetter {
}
  • RetentionPolicySOURCE일까요? 이 애노테이션이 런타임이나 바이트코드에 필요할까요? 아닙니다. 컴파일 시에 해당 애노테이션을 찾아 후처리를 하고 AST 조작을 하면 끝나기 때문에 런타임이나 바이트코드에 필요하지가 않습니다. 따라서 CLASS, RUNTIME이 아닌 SOURCE로 지정했습니다.

 

애노테이션 프로세서 구현

자, 이제 애노테이션 프로세서를 구현해야 합니다. 아까 위에서도 얘기했지만, Processor를 직접 구현해도 된다만, 이미 여러 기능이 있는 AbstractProcessor를 구현하는게 일반적입니다. 따라서 저도 그렇게 구현해보도록 하겠습니다.

package cwchoiit;

import javax.annotation.processing.AbstractProcessor;
import javax.annotation.processing.RoundEnvironment;
import javax.lang.model.element.TypeElement;
import java.util.Set;

public class AutoGetterProcessor extends AbstractProcessor {

    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        return false;
    }
}
  • 반드시 구현해야 할 메서드는 `process` 딱 하나입니다. 
  • 그 다음 두가지 애노테이션을 붙여주겠습니다. 아래와 같이요.
package cwchoiit;

import javax.annotation.processing.AbstractProcessor;
import javax.annotation.processing.RoundEnvironment;
import javax.annotation.processing.SupportedAnnotationTypes;
import javax.annotation.processing.SupportedSourceVersion;
import javax.lang.model.SourceVersion;
import javax.lang.model.element.TypeElement;
import java.util.Set;

@SupportedAnnotationTypes("cwchoiit.AutoGetter")
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_11)
public class AutoGetterProcessor extends AbstractProcessor {...}
  • 이 애노테이션 프로세서가 지원하는 애노테이션이 어떤 애노테이션인지를 알려주는 @SupportedAnnotationTypes 입니다. 당연히 위에서 만든 @AutoGetter입니다.
  • 그 다음은 지원하는 버전입니다. 최소 해당 버전 이상은 되어야 한다는 이야기고 여기서는 11버전을 작성했습니다. 참고로 이 애노테이션을 사용 안하면 AbstractProcessor가 가지고 있는 getSupportedSourceVersion()을 사용합니다.

 

자 그럼, 이제 애노테이션 프로세서를 직접 만들어 보겠습니다. 우선 구현해야 하는 메서드가 `process()`라고 했죠? 이건 뭐하는 앨까요?

이 메서드는 만약 `true`를 리턴하면, 여기서 이 애노테이션을 처리를 다 했다고 판단하고 다음 애노테이션 프로세서에게 넘기지 않습니다. 그러니까 만약, @AutoGetter를 처리하는 애노테이션 프로세서가 딱 이 하나라면 `true`를 리턴하면 되겠죠? 반면에, 또 다른 애노테이션 프로세서가 있고 그 프로세서 역시 @AutoGetter를 처리하는 또다른 애노테이션 프로세서라면 `false`를 리턴해서 두 프로세서 모두 통과하도록 해줘야 합니다. 그래서 저는 `true`를 리턴하도록 하겠습니다. 어차피 이거 하나만 만들거니까요.

package cwchoiit;

import javax.annotation.processing.AbstractProcessor;
import javax.annotation.processing.RoundEnvironment;
import javax.annotation.processing.SupportedAnnotationTypes;
import javax.annotation.processing.SupportedSourceVersion;
import javax.lang.model.SourceVersion;
import javax.lang.model.element.Element;
import javax.lang.model.element.ElementKind;
import javax.lang.model.element.TypeElement;
import javax.tools.Diagnostic;
import java.util.Set;

@SupportedAnnotationTypes("cwchoiit.AutoGetter")
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_11)
public class AutoGetterProcessor extends AbstractProcessor {

    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        Set<? extends Element> elements = roundEnv.getElementsAnnotatedWith(AutoGetter.class);
        for (Element element : elements) {
            if (element.getKind() != ElementKind.FIELD) {
                processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, "@AutoGetter 애노테이션은 필드에만 사용할 수 있습니다. 현재 사용 위치:" + element);
            } else {
                processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "@AutoGetter 처리 대상 필드: " + element.getSimpleName());
            }
        }

        return true;
    }
}
  • 우선, 처음으로 할 일은 이 애노테이션의 검증입니다. 위에서 애노테이션 프로세서가 하는 역할 중에 애노테이션의 검증도 있다고 했죠? 적절한 곳에 애노테이션이 위치했는지 파악을 해야 합니다. 따라서 먼저 ElementKind.FIELD가 아닌 경우 컴파일 오류를 뱉어내도록 합니다. 
  • 일단 이 상태로만 마치고 애노테이션 프로세서를 등록해볼까요? 하나씩 하나씩 나아가면 좋으니까요.

애노테이션 프로세서는 어떻게 등록할까요? 원래는 이렇게 해야합니다.

  • main 하위에 `resources` 폴더를 만들고, 해당 폴더 하위에 META-INF/services 폴더를 만들어서 그 안에 `javax.annotation.processing.Processor`라는 파일을 만들어야 합니다.
  • 그리고 이 파일 안에 지금 제가 만든 애노테이션 프로세서의 풀 패키지명을 작성해주면 됩니다. 다음과 같이요.
cwchoiit.AutoGetterProcessor

 

그런 다음에 이 상태에서 빌드를 해볼까요? 다음 명령어를 실행해봅니다.

mvn clean install

 

잘 될까요? 안 됩니다. 다음과 같이 에러를 마주하게 됩니다.

이 에러가 발생하는 이유는, 지금 이 Maven으로 빌드를 하는 과정중에 즉, 소스를 컴파일 하는 시점에 이 프로세서가 동작을 하려고 합니다. 왜냐하면, 제가 프로세서로 등록을 했으니까요. 그런데 지금 최초 빌드이죠? 그럼 이 애노테이션 프로세서가 등록이 안 된 상태겠죠? 그래서 없다고 하는겁니다. 그래서 이 경우에는 어떻게 해야하냐면, 먼저 저 resources에 등록한 애노테이션을 잠깐 주석 처리하고 빌드를 합니다. 그러면 빌드가 끝나면 애노테이션 프로세서가 만들어지겠죠? 그리고 다시 `mvn install`을 하는겁니다.

 

그래서 우선, 애노테이션 프로세서를 등록한 것을 주석 처리 후 빌드를 먼저 합니다. 그럼 다음과 같이 정상적으로 빌드가 끝납니다.

 

그리고 컴파일된 파일들을 보시면, 다음과 같이 `AutoGetterProcessor`가 만들어졌죠?

이 상태에서 `mvn install`을 하면 됩니다. 그런데, 굉장히 불편하죠? 그래서 이런 불편함을 해결해주기 위한 라이브러리가 하나 있습니다. 바로 구글에서 만든 `auto-service`인데요. 한번 사용해보겠습니다. 다음과 같이 의존성을 추가해 줍니다.

<dependency>
  <groupId>com.google.auto.service</groupId>
  <artifactId>auto-service</artifactId>
  <version>1.1.1</version>
</dependency>

 

그리고, 아까 만든 애노테이션 프로세서에 가서, 이런 애노테이션 `@AutoService(Processor.class)` 을 추가해줍니다.

@AutoService(Processor.class)
@SupportedAnnotationTypes("cwchoiit.AutoGetter")
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_11)
public class AutoGetterProcessor extends AbstractProcessor {...}
  • 이 녀석을 추가하면, 아까 만든 `META-INF/services/javax.annotation.processing.Processor` 이 파일을 컴파일 하고 자동으로 만들어 주고, 그 파일 안에 이 애노테이션 프로세서를 등록해줍니다.

잘 되는지 확인하기 위해, 다시 `mvn clean install`을 해보면 정상적으로 빌드가 됩니다. 근데 눈으로 봐야 믿을 수 있잖아요 우리들은? 그래서 만들어진 `.jar`파일을 `.zip` 파일로 바꾼 다음에 안에 파일을 까볼까요? 

까보면, 이렇게 잘 만들어진 것을 확인할 수 있네요!

 

 

그럼 실제로 이 애노테이션 프로세서가 잘 동작하는지 확인해보겠습니다. 방금 다음 명령어를 입력했죠.

mvn clean install

이렇게 `install`을 하면 로컬 레포지토리에 해당 `.jar` 파일이 추가가 되잖아요? 

 

그 말은 다른 프로젝트에서 이 `.jar`파일을 다운받아 사용할 수 있다는 말입니다. 한번 아까 최초에 만든 `chyonibok`으로 다시 돌아가볼까요? 그 전에 pom.xml 파일에서 이 부분만 복사해서 돌아가죠. 내려받아야 하니까요.

 

그리고, 다시 돌아간 프로젝트에서 저 라이브러리를 추가해봅니다.

 

추가하면, 다음과 같이 외부 라이브러리에 잘 추가가 된 모습을 볼 수 있어요!

 

 

이제 아까 컴파일 오류가 났었던 @AutoGetter를 사용한 Member 클래스로 가볼까요? 이젠 컴파일 오류가 나지 않습니다!

그리고 이 상태에서 빌드를 해보시면 아무런 문제가 없을거에요. 왜냐하면 지금 애노테이션이 필드에 잘 붙어있으니까요. 그러나, 이 애노테이션을 클래스 레벨에 붙이면 이제 컴파일 오류를 보실 수 있습니다.

 

다음과 같이 클래스 레벨에 붙여주세요.

빌드를 하니 이런 예쁜 에러가 발생하네요! 😆

 

 

 

이제, 애노테이션 프로세서의 동작은 확인을 해봤습니다. 여기서 끝내면 안되죠?! 이제 실제로 Getter 메서드를 만들어 볼거예요!

Javapoet

이제 메서드를 동적으로 만들어야 합니다. 메서드나 클래스를 동적으로 만들어낼 때 자주 사용되는 라이브러리인 `javapoet`을 사용해볼게요.

package cwchoiit;

import com.google.auto.service.AutoService;
import com.squareup.javapoet.*;

import javax.annotation.processing.*;
import javax.lang.model.SourceVersion;
import javax.lang.model.element.*;
import javax.tools.Diagnostic;
import java.io.IOException;
import java.util.Set;

@AutoService(Processor.class)
@SupportedAnnotationTypes("cwchoiit.AutoGetter")
@SupportedSourceVersion(SourceVersion.RELEASE_11)
public class AutoGetterProcessor extends AbstractProcessor {

    @Override
    public boolean process(Set<? extends TypeElement> annotations, RoundEnvironment roundEnv) {
        Set<? extends Element> elements = roundEnv.getElementsAnnotatedWith(AutoGetter.class);
        for (Element element : elements) {
            if (element.getKind() != ElementKind.FIELD) {
                processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, "@AutoGetter 애노테이션은 필드에만 사용할 수 있습니다. 현재 사용 위치:" + element);
            } else {
                processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.NOTE, "@AutoGetter 처리 대상 필드: " + element.getSimpleName());
            }

            VariableElement variableElement = (VariableElement) element; // 필드로 캐스팅
            TypeElement enclosingClass = (TypeElement) variableElement.getEnclosingElement(); // 부모 클래스
            String fieldName = variableElement.getSimpleName().toString(); // 필드 이름 
            TypeName fieldType = TypeName.get(variableElement.asType()); // 필드 타입

            String className = enclosingClass.getSimpleName().toString(); // 기존 클래스 명 
            String packageName = processingEnv.getElementUtils() // 기존 패키지 명
                    .getPackageOf(enclosingClass)
                    .getQualifiedName()
                    .toString();

            // Getter 메서드 생성
            MethodSpec getterMethod = MethodSpec.methodBuilder("get" + capitalize(fieldName))
                    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                    .returns(fieldType) // 반환 타입 설정
                    .addStatement("return this.$L", fieldName) // 메서드 본문
                    .build();

            // 새 클래스 생성
            TypeSpec newClass = TypeSpec.classBuilder(className + "AutoGenerated")
                    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                    .addField(fieldType, fieldName, Modifier.PRIVATE) // 기존 필드 추가
                    .addMethod(getterMethod) // Getter 메서드 추가
                    .build();

            Filer filer = processingEnv.getFiler();

            try {
                JavaFile.builder(packageName, newClass)
                        .build()
                        .writeTo(filer);
            } catch (IOException e) {
                processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, "Fatal: " + e.getMessage());
            }
        }

        return true;
    }

    private String capitalize(String name) {
        return Character.toUpperCase(name.charAt(0)) + name.substring(1);
    }
}
  • 우선, 해당 필드의 Getter 메서드를 만들어야겠죠?
MethodSpec getterMethod = MethodSpec.methodBuilder("get" + capitalize(fieldName))
                                    .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
                                    .returns(fieldType) // 반환 타입 설정
                                    .addStatement("return this.$L", fieldName) // 메서드 본문
                                    .build();
  • 현재 필드의 필드 이름을 가지고 Getter 메서드를 만듭니다. MethodSpecjavapoet에서 제공해주는 메서드를 동적으로 만들어주는 녀석입니다. 이렇게 Getter 메서드를 동적으로 만들 수가 있습니다.

그런데, 사실 Lombok은 AST를 조작한다고 했잖아요? 이 AST를 조작해서 기존 클래스에 메서드를 추가하는 방식을 Lombok은 컴파일러 내부 API를 사용합니다. 그런데 말이죠. 컴파일러 내부 API는 공개 API가 아닙니다. 쉽게 말해 저희같은 일반인들은 가져다가 사용하는게 거의 불가능에 가깝죠. 과거 JDK8 이전에는 `tools.jar` 파일에 컴파일러 내부 API가 포함되어 있었다고 합니다. 그런데 JDK9 이상부터는 모듈로 전환이 되고, 해당 모듈은 기본적으로 공개되지 않습니다. 그래서, 기존 클래스에 추가하는 방식 말고 아예 새로운 클래스를 만들고 그 클래스에 Getter를 추가한 클래스를 만들어 볼게요. 결국 이 과정도 애노테이션 프로세서를 이용하는 것이니까요.

// 새 클래스 생성
TypeSpec newClass = TypeSpec.classBuilder(className + "AutoGenerated")
        .addModifiers(Modifier.PUBLIC)
        .addField(fieldType, fieldName, Modifier.PRIVATE) // 기존 필드 추가
        .addMethod(getterMethod) // Getter 메서드 추가
        .build();
  • `javapoet`으로 클래스를 만드려면 TypeSpec을 사용하면 됩니다. 기존 클래스명에 `AutoGenerated`라는 이름을 추가해볼게요.
  • 그리고 여기에 addMethod()로 아까 위에서 만든 메서드를 추가해주면 됩니다.
  • 여기까지만하면 실제로 만든건 아니고 메모리에 클래스와 메서드를 만들어 낸것까지 한거예요. 우리는 메모리에만 둥둥 떠있는게 아니라 실제 클래스로 만들어야겠죠?
Filer filer = processingEnv.getFiler();

try {
    JavaFile.builder(packageName, newClass)
            .build()
            .writeTo(filer);
} catch (IOException e) {
    processingEnv.getMessager().printMessage(Diagnostic.Kind.ERROR, "Fatal: " + e.getMessage());
}
  • 그래서, JavaFile로 해당 클래스가 있던 패키지 위치에 새로 만든 클래스를 만들어 줍니다. 

 

이제, 다 끝났습니다. 이 소스를 다시 `install`해서 `chyonibok` 프로젝트에서 사용해볼게요. 다시 설치하면 사용했던 프로젝트에서도 다시 로드를 해줘야해요. 그래서 `chyonibok` 프로젝트에서 다음과 같이 리로드를 해주세요.

 

리로드가 잘 됐으면, 다시 다음 명령어를 실행해볼까요? 다시 `chyonibok` 프로젝트를 컴파일해서 애노테이션 프로세서가 동작해야겠죠?

mvn clean compile

 

컴파일한 후, 만들어진 `target` 폴더에 어떤 클래스가 있는지 보면 놀랄겁니다!

이렇게 `MemberAutoGenerated`라는 클래스가 생겨버렸어요! `chyoniboklib` 프로젝트로 만든 애노테이션 프로세서가 잘 동작해서 이 라이브러리를 가져다가 사용하는 `chyonibok` 프로젝트에서 컴파일 시 해당 애노테이션 프로세서가 동작한거예요! 이 코드 한번 볼까요? Getter가 아주 이쁘게 만들어졌습니다.

 

가져다가 사용하는 것도 당연히 되겠죠? 한번 해볼까요? 

  • 문제없이 잘 가져다가 사용할 수가 있습니다. (참고로, 이게 사용이 안된다면 IDE에서 Enable annotation processing을 체크해줘야 합니다)

 

정리

Lombok의 동작 원리와 실제로 비슷하게나마 Lombok의 구현을 해봤습니다. 사실 Lombok은 새로운 클래스를 만들지는 않습니다. 기존 클래스에 메서드를 붙여버립니다. 그 방식을 AST 조작을 통해서 해내는 것이구요. 이 포스팅에서는 AST 조작 대신 새로운 클래스를 만들어내고 그 클래스에 Getter 메서드를 만들어봤습니다. 저는 처음에 Lombok의 동작 원리를 이해해보니 이렇게까지 깊은 내용이구나.. 싶으면서도 또 다른 세계가 펼쳐진 것 같아서 재밌었습니다. 

 

그럼, AST 조작을 하는건 거의 불가능에 가깝잖아요? 자바 컴파일러 내부 API를 사용하니까요. 그럼 바이트코드 조작을 해서 기존 클래스에 Getter 메서드를 추가하는건 어떨까요?! 재밌을 것 같지 않나요?

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이번 포스팅에서는 자바8에서 새로 도입된 CompletableFuture에 대해 알아보자. 이름에 Future가 들어가니까 Executors 프레임워크를 사용할 때 배워봤던 그 Future와 연관이 있나? 생각이 든다. 맞다.

 

CompletableFuture의 탄생 배경

자바에서 비동기 프로그래밍을 하려고 하면, Future를 사용해서도 어느정도는 가능했다만, 불편한 점들이 있다.

뭐가 불편했지?를 고민하기 전에 자바에서 비동기 프로그래밍이라는 건 어떤건지 먼저 감을 잡기 위해 아래 코드를 보자.

package executors;

import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

        Future<String> future = executorService.submit(new Task());

        // 이곳에서 future 를 기다리지 않고 계속 작업이 가능

        String futureResult = future.get();// 블로킹 메서드
        
        // 이곳에서 future 의 결과를 가지고 작업을 할 수 있음
        System.out.println(futureResult);

        executorService.shutdown();
        executorService.close();
    }

    static class Task implements Callable<String> {

        @Override
        public String call() throws Exception {
            System.out.println("Hello Callable");
            return "Im Callable";
        }
    }
}
  • 지금 코드를 보면, Executors 프레임워크를 사용해서 쓰레드 하나짜리 풀을 만들고 Callable을 수행한다.
  • 비동기 프로그래밍이란 건 Taskcall() 메서드를 실행하는 것을 기다리지 않고 내가 하고자하는 작업을 진행하는 걸 말한다.
  • 근데 여기서 불편한 점이 있다. future.get()을 호출하기 전에는 기다리지 않고 계속 무언가 작업이 가능하지만 get()을 호출하고 나서는 결국 저 Future의 작업이 끝날때까지 기다려야 하는 블로킹이 걸린다.
  • 그리고 나서 그 결과를 받아오고 나서 그 결과를 가지고 작업을 할 수 있다.

그러니까, Future를 이용해서 비동기 프로그래밍을 하려면 결국 get()을 호출하기 전에 최대한 열심히 무언가 작업을 해야하고 get()을 호출하고 나서 그 Future의 결과를 통해 어떤 작업을 수행할 수 있는 것이다. 

 

그런데 이제 이런 불편함이 생긴것이다.

→ 블로킹 메서드(get())을 호출하기 전에는 작업이 끝났을 때 콜백함수를 실행할 수 없다. 콜백함수를 미리 지정해 놓을 수 있다면 굉장히 편리할 것 같다.

 

CompletableFuture 사용

비동기 작업의 리턴값이 없는 경우: runAsync()

위와 같은 불편함을 해소하고자 이 CompletableFuture가 등장했다. 이 코드는 어떻게 사용하는지 한번 보자.

package executors;

import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Run" + Thread.currentThread().getName()));

        System.out.println("Hi " + Thread.currentThread().getName());
    }
}
  • 어떤 작업을 비동기적으로 실행만 하면 될때, CompletableFuturerunAsync()를 사용할 수 있다.
  • 이렇게 작성하면, CompletableFuture의 작업과는 아무런 영향없이 그 이후의 코드를 실행할 수 있다.

실행 결과

 

비동기 작업의 리턴값이 있는 경우: supplyAsync()

이번에는 위와 다르게 비동기 작업의 리턴값이 있는 경우에는 어떻게 하면 될까?

package executors;

import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        });

        System.out.println("Hi " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("Future return: " + future.get());
    }
}
  • 어떤 작업을 비동기적으로 수행하고 그 수행의 리턴값이 있는 경우에는 이렇게 supplyAsync()를 사용하면 된다.

실행 결과

 

 

그런데 지금까지는, Future를 사용하는 것과 별반 다른게 없다. 그래서 이제 Future와 어떤것이 확연히 다른지를 살펴보자.

CompletableFuturecallback

자, 만약 내가 어떤 작업을 비동기적으로 수행하고 그 결과를 통해 무언가를 또 하고 싶을때 어떻게 하면 될까? Future를 사용했을 땐, get()을 호출하고 결과를 받을때까지 블로킹 상태로 대기하다가 결과가 나오면 그때 무언갈 할 수 있었다.

package executors;

import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        }).thenApply(s -> {
            System.out.println(s + " " + Thread.currentThread().getName());
            return s.toUpperCase();
        });

        System.out.println("Hi " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("Future return: " + future.get());
    }
}
  • 코드를 보면, thenApply()를 호출한다. 이게 바로 어떤 비동기 작업의 결과를 통해 무언가를 실행하는 콜백 함수이다.
  • 그래서, 결과로 받은 문자열을 대문자로 전부 변경하고 그 값을 반환한다.
  • 실제로 future.get()을 호출해보면 결과는 다음과 같다.

 

물론, 콜백 함수가 어떤 반환값이 필요하지 않은 경우가 있을수도 있다.

package executors;

import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        }).thenAccept(System.out::println);

        System.out.println("Hi " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("Future return: " + future.get());
    }
}
  • 그럴때는 이렇게 thenAccept()를 호출하면 된다.
  • 그리고 이게 다 이전 포스팅을 배운 이유인게 thenAccept()는 인자로 무엇을 받냐면 Consumer를 받는다. Consumer는? 무언갈 받아서 소비만 하고 따로 리턴하는 게 없는 함수형 인터페이스다.

  • 반대로, 아까 콜백 함수를 사용하는데 반환값도 있었던 thenApply는 무엇을 받을까?

  • 이렇듯 Function을 받는다. 함수형 인터페이스 Function은 어떤값(T)를 받아 어떤값(U)로 반환한다.

 

그래서 이렇게 CompletableFuture를 사용하면, 비동기 프로그래밍을 훨씬 쉽고 편리하게 할 수가 있다.

그런데, 궁금한게 있다. Future를 사용했을 때는 Executors 프레임워크로 스레드 풀을 만들고 그 쓰레드 풀에서 스레드를 꺼내와서 사용했는데 여기서는 어떻게 된게 쓰레드 풀도 따로 안 만들고 어떻게 쓰레드가 생기고 하는 걸까?

 

실행해서 현재 쓰레드의 이름을 찍어보면 이런식으로 나온다.

ForkJoinPool.commonPool-worker-1

ForkJoinPool? 이 녀석은 자바7에서 추가된 병렬 작업을 처리하기 위한 효율적인 스레드 풀이다. 그리고 CompletableFuture는 기본적으로 ForkJoinPool.commonPool()을 사용한다. 그런데 이 풀은 기본적으로 CPU 코어 수에 비례하여 스레드 수를 제한한다. 근데 사실 그렇게 되면 CPU 코어 수가 아무리 많아봐야 20개가 안되는데 보통의 멀티쓰레드를 사용하는 애플리케이션은 쓰레드 1000개도 만들고 한다. 따라서 생각보다 이 ForkJoinPool이 비효율적 일수가 있는데 이럴때를 대비해 명시적으로 Executors에서 사용하는 스레드풀을 지정할 수가 있다. 아래 코드를 보자.

package executors;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();

        CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        }, executorService);

        System.out.println(hello.get());
    }
}
  • supplyAsync()에는 두번째 파라미터로 Executor를 넘길 수가 있다. 그래서 내가 만든 ExecutorService를 넘겨주면 이 스레드 풀을 사용한다. 아 물론, supplyAsync()뿐 아니라 runAsync()도 이렇게 사용할 수 있다. 

 

CompletableFuture의 사용 2 - 조합

thenCompose()

이번에는 조금 더 깊게 들어가서, Future만을 사용했을 때 또 어떤 점이 불편했냐면, A라는 Future 하나와, B라는 Future 하나가 있을 때 이 두개를 이어서 하려면 A를 get()하고, B를 get()해서 이 두개의 결과를 가지고 이후 코드를 작성해야 했다.

 

근데, 이제 CompletableFuture를 사용하면, 어떻게 편리하게 사용할 수 있을까?

package executors;

import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        });

        CompletableFuture<String> future = hello.thenCompose(Main::getWorld);
        System.out.println("future.get() = " + future.get());
    }

    private static CompletableFuture<String> getWorld(String word) {
        return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return word + " World";
        });
    }
}
  • CompleteableFuture에는 thenCompose()라는 게 있다. 이 녀석을 사용하면 어떤 Future의 결과를 받아서 새로운 Future를 이어갈 수 있다.
  • thenCompose()는 파라미터로 Function 함수형 인터페이스를 받는다. 즉, 어떤 값을 받아 어떤 값으로 변환해준다는 의미가 된다. 그리고 반환타입은 CompletableFuture<T>이다. 새로운 Future를 반환한다는 의미이다.
  • 그래서, Future의 결과값을 전달해주고 새로운 Future를 만들어낸다.

  • 그래서 thenCompose()를 사용하면 CompletableFuture를 이어서 실행할 수 있다.

thenCombine()

그런데 위의 케이스의 경우, 두 Future가 서로 연관관계가 있어서 어떤게 먼저 실행하고 그 다음걸 실행할 때 유용하게 사용할 수 있다. 코드도 보면 "Hello World"를 찍기 위해 "Hello"를 반환하는 Future를 먼저 실행하고 그 다음 "World"를 반환하는 Future를 실행한 것처럼 Future끼리 연관관계가 있을 때 Future끼리 이어 실행할 수 있게 하는게 thenCompose()였다면, 아무런 연관관계가 없지만 동시에 실행시키고 싶을 때도 있을 것이다. 

package executors;

import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        });

        CompletableFuture<String> world = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "World";
        });

        CompletableFuture<String> future = hello.thenCombine(world, (h, w) -> h + " " + w);
        System.out.println("future.get() = " + future.get());
    }
}
  • 이럴때 사용하는게 thenCombine()이다. 아무 연관관계는 없지만 동시에 실행시키고 그 두 Future의 결과값으로 새로운 것을 만들어낼 때 유용하다. 그래서 지금 hello, world 라는 두 CompletableFuture가 있을 때 얘네가 누가 먼저 실행되어야 하고 그런건 아니지만 이 두개의 결과를 가지고 무언가를 만들어낼때 사용하기 딱 좋은게 thenCombine()이다.
  • thenCombine()은 첫번째 인자로, CompletionStage를 받는다. 이건 CompletableFuture가 구현한 인터페이스라서 CompletableFuture가 들어갈 수 있다. 그리고 두번째 인자로 BiFunction을 받는다. 정말 딱 들어맞는 함수형 인터페이스 아닌가? 

실행 결과

 

 

allOf()

이번에는 CompletableFuture가 2개 이상일때, 그 모든 CompletableFuture를 한번에 다 처리하고 어떤 작업을 진행할 수 있는 방법을 소개한다. 

package executors;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        });

        CompletableFuture<String> world = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "World";
        });

        CompletableFuture[] futures = new CompletableFuture[]{hello, world};
        CompletableFuture<List<Object>> results = CompletableFuture.allOf(futures)
                .thenApply(v -> Arrays.stream(futures).map(CompletableFuture::join).toList());

        results.get().forEach(System.out::println);
    }
}
  • allOf()CompletableFuture의 배열을 받는다. 그래서 넘겨받은 모든 CompletableFuture의 모든 작업이 끝나면, thenApply()가 호출되는데 여기서 각 Futureget()을 호출하면 되지만 get()은 체크 예외를 던지기 때문에 처리하기가 좀 난감해진다. 그렇기에 join()을 호출하면 동일하게 작업의 결과를 받아오지만 체크예외가 아닌 언체크예외를 던지기 때문에 예외처리를 위한 별도의 동작이 필요없어진다.
  • 물론, join() 대신 get()을 호출하고 예외처리를 직접 해주어도 상관은 없다. 어떤 것을 사용하든 각각의 Future의 결과값을 리스트로 변환하고 해당 리스트를 순회하면서 출력하는 코드이고 결과는 다음과 같다.

실행 결과

 

anyOf()

이번에는 모든 Future가 끝난 후 실행되는 것 말고 어떤 Future라도 제일 빨리 끝난게 생기면 무언가를 처리할 수 있는 anyOf()에 대해 알아보자. 

package executors;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        });

        CompletableFuture<String> world = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "World";
        });

        CompletableFuture.anyOf(hello, world).thenAccept(System.out::println);
    }
}
  • 이렇게 anyOf()를 사용해서 여러 Future를 받고, thenAccept()를 호출해서 둘 중 먼저 실행이 끝난것을 받아 시스템 콘솔에 출력한다. 이때는 어떤게 먼저 실행될지에대한 보장은 없다. 그래서 실행할때마다 실행 결과가 달라진다.

실행 결과

 

예외 상황

이번에는 CompletableFuture를 실행하다가 예외가 발생한 경우 어떻게 다뤄야 하는지 알아보자.

package executors;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        boolean isError = true;

        CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            if (isError) {
                throw new IllegalStateException("Oh shit Error!");
            }
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        }).exceptionally(ex -> {
            System.out.println("Exception " + ex.getMessage());
            return "Error!";
        });

        System.out.println(hello.get());
    }
}
  • CompletableFuture로 어떤 작업을 처리하다보면 당연하게도 예외는 발생할 수 있다. 그럴때 예외가 터지면 exceptionally()를 사용해서 해당 예외를 받고 어떤 처리를 할 수 있다.
  • 그래서 이 코드를 실행해보면 다음과 같다.

실행 결과

 

그런데 이제, 이렇게 exceptionally()를 사용해서도 처리할 수 있지만, 이건 완전 예외를 위한거라면 handle()이라는 녀석도 있다.

package executors;

import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        boolean isError = true;

        CompletableFuture<String> hello = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            if (isError) {
                throw new IllegalStateException("Oh shit Error!");
            }
            System.out.println("Run " + Thread.currentThread().getName());
            return "Hello";
        }).handle((result, error) -> {
            if (error != null) {
                System.out.println(error.getMessage());
                return "Error!";
            }
            return "Hello!";
        });

        System.out.println(hello.get());
    }
}
  • handle()은 정상케이스와 에러케이스 두 개를 모두 다룰 수 있다. 그리고 handle()의 파라미터를 보면 BiFunction이다. 두개를 받아 하나로 반환하는 함수형 인터페이스. 확실히 배우면 배울수록 함수형 인터페이스를 잘 배워놨다는 생각이 든다.

실행 결과

 

 

정리를 하자면

자바에서 멀티쓰레드를 다루는 방법의 아주 대표적인 프레임워크는 Executors 프레임워크다. 이 녀석을 사용해서 쓰레드 풀도 만들고 Callable을 실행하고 Future를 받아 처리한다. 아주 좋지만, Future의 단점 중 하나는 비동기 프로그래밍을 하기가 꽤나 까다롭다는 것이다. 그래서 자바8부터 CompletableFuture가 등장하고 이 녀석을 사용하면 작업이 다 끝난 후 콜백함수를 정의하여 매우 편하게 비동기 프로그래밍을 할 수 있게 됐다. 그에 대한 내용을 살펴보았다.

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자바8 이후에 또 아주 자주 사용되고 중요한 Optional에 대해 알아보자!

 

NullPointerException

자바 프로그래밍을 하다가 왜 이 NullPointerException이 종종 발생할까? 왜긴 왜야? null 체크를 깜빡 했으니까. 다음 코드를 보자.

 

Shop

public class Shop {
    private String name;
    private User host;
    private boolean isOpen;

    public Shop() {
    }

    public Shop(String name, boolean isOpen) {
        this.name = name;
        this.isOpen = isOpen;
    }

    public Shop(String name, User host, boolean isOpen) {
        this.name = name;
        this.host = host;
        this.isOpen = isOpen;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public User getHost() {
        return host;
    }

    public void setHost(User host) {
        this.host = host;
    }

    public boolean isOpen() {
        return isOpen;
    }

    public void setOpen(boolean open) {
        isOpen = open;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Shop{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", isOpen=" + isOpen +
                '}';
    }
}

 

User

public class User {
    private String name;
    private int age;

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
  • Shop 이라는 클래스에는 세가지 필드가 있다. `name`, `host`, `isOpen`.
  • 그리고 `host`는 타입이 레퍼런스 타입(User)이기 때문에 이 필드에 무언갈 채우지 않았다면 그 값은 null이다.

OptionalMain

public class OptionalMain {
    public static void main(String[] args) {
        Shop shop = new Shop();
        shop.setName("Shop A");
        shop.setOpen(true);

        System.out.println(shop.getHost().getName());
    }
}
  • 이 코드를 실행하면 어떻게 될까? 이 코드를 실행하면 NullPointerException이 발생한다.
  • 왜냐? getHost()null인데, `null.xxx`를 하는 순간 해당 에러가 터지는 것이다.

 

그럼 이런 NullPointerException을 방지하려면 어떻게 코드를 짜야하냐? 자바8 이전에는 이렇게 했다.

public class OptionalMain {
    public static void main(String[] args) {
        Shop shop = new Shop("A", true);

        if (shop.getHost() != null) {
            System.out.println(shop.getHost().getName());
        }
    }
}
  • 해당 값이 null인지, null이 아닌지 체크를 먼저 하고 그 이후에 뭔가를 진행하는 코드를 작성했다.
  • 이때 문제는? 이 코드를 작성하는 건 '사람'이다. 사람은? null 체크를 까먹을 확률이 매우 크다. 

또 다른 방법으로는 이런 방법도 있겠다.

public User getHost() {
    if (host != null) {
        return host;
    }
    throw new IllegalStateException("this field null");
}
  • 이건 더 큰 문제가 있다. 
  • 우선 이것도 역시 사람이 작성하는 것이라 null 체크를 안 할 가능성이 있다.
  • 위 코드처럼 null 체크를 했다고 치자. null인 경우, IllegalStateException을 던진다. 예외를 던지는 것은 생각보다 비싼값을 치뤄야 한다. 왜냐? 스택 트레이스를 찍어야 하니까.
  • 그리고 예외를 던지면, 사용하는 클라이언트 코드는 이번엔 null 에서는 해방될지언정, 예외 처리를 해줘야 한다.

 

Optional의 등장

자바8 이후로 이 Optional이 등장하면서, Optional을 리턴할 수 있게 됐다.

Optional은 뭔데? → 오직 한 개의 값이 들어있을수도 안 들어 있을수도 있는 컨테이너.

 

다음 코드를 보자.

public Optional<User> getHost() {
    return Optional.ofNullable(host);
}
  • 이번엔 getHost()Optional<User>를 리턴한다.
  • 그리고 실제 반환값으로는 Optional.ofNullable(host); 이다. 이름 그대로 null일수도 있다는 뜻이다.

그럼 이 코드를 사용하는 클라이언트 쪽은 어떻게 하냐? 이렇게 한다.

import java.util.Optional;

public class OptionalMain {
    public static void main(String[] args) {
        Shop shop = new Shop();
        shop.setName("Shop A");
        shop.setOpen(true);

        Optional<User> host = shop.getHost();
        host.ifPresent(System.out::println);
    }
}
  • 이건 단지 예시 코드일 뿐이다. 보통은 메서드 체인 형태로 사용하겠지만 그냥 설명을 위해 이렇게 작성했다.
  • 클라이언트 코드는 이 타입이 Optional이라는 것을 확인하는 순간부터 무엇을 생각하게 되냐면 null을 생각하게 된다. 즉, 명시적으로 "이 값은 빈 값일수도 있어! 그러니까 체크해야해!" 이 말을 해주는 단어가 된다.
  • 그래서 사용자는, 이 값이 있다면 어떤 처리를 하고, 없다면 어떤 처리를 할지 분기할 수가 있다.
shop.getHost().orElseThrow(RuntimeException::new);
shop.getHost().orElse(new User("hello", 20));
shop.getHost().ifPresent(System.out::println);
shop.getHost().ifPresentOrElse(System.out::println, () -> { /*null 인 경우*/ });
  • 이렇게 말이다. 이 값이 없는 경우에 대한 처리를 사용자로부터 강제하게 된다.
  • 그러다 보니 조금이라도 null safety한 코드가 작성될 수 있을 것이다.

그러니까, 명백하게 이 Optional을 제대로만 사용한다면 NullPointerException 으로부터 꽤나 자유로워 질 수 있을것만 같다.

Optional 주의점

그런데 Optional을 사용할 때 주의점이 있다. 일단, 다음 코드를 보자.

1. null일 수 있는 값을 Optional.of(...)로 사용하지 말 것

public Optional<User> getHost() {
    return Optional.of(host);
}
  • 이 코드 매우 위험하다.
  • Optional.of(...)는 전달하는 인자가 null이면 안된다.
  • of()를 사용하면 그 값이 null이 아닌 상태여야 한다. 만약, null이라면 이 자체로 NullPointerException이 발생한다.

반드시 null일 수도 있는 값은 Optional.ofNullable(...)을 사용하자.

public Optional<User> getHost() {
    return Optional.ofNullable(host);
}

 

2. 리턴값으로만 사용하기를 권장한다.

이게 무슨말일까? 다음 코드를 보자.

public Optional<User> getHost() {
    return Optional.ofNullable(host);
}
  • 이게 바로 리턴값으로 사용한 Optional이다.
  • 이렇게만 사용하라는 이야기다.

 

메서드 매개변수 타입, 맵의 키 타입, 인스턴스 필드 타입으로 쓰는 경우가 있는데 그런 경우를 최대한 최대한 최대한 지양해라!

아래에서 하나씩 그 이유를 알아보자.

 

2-1. 메서드 매개변수 타입을 Optional로 사용하지 말 것

public String isHostNameEqualsShopName(Optional<User> host) {
        ...
}
  • 지금 이 코드가 메서드의 매개변수로 Optional을 사용한 것이다.
  • 이거 왜 사용하면 안되냐? 다음 코드를 보자.
public String isHostNameEqualsShopName(Optional<User> host) {
    host.ifPresent(u -> {
        if (u.getName().equalsIgnoreCase(this.name)) {
            System.out.println("is equals!");
        }
    });
}
  • 지금 Optional로 받은 파라미터 덕분에 ifPresent()를 사용하는데, 이거 굉장히 위험한 코드다. 왜냐?
import java.util.Optional;

public class OptionalMain {
    public static void main(String[] args) {
        Shop shop = new Shop();
        shop.setName("Shop A");
        shop.setOpen(true);

        shop.isHostNameEqualsShopName(null);
    }
}
  • 이렇게 파라미터에 null을 넘기는 순간? host.ifPresent(...)에서 NullPointerException이 발생한다.
  • 그러니까 메서드 매개변수로 Optional 사용하는거 하지말자!

 

2-2. 맵의 키로 Optional을 사용하지 말 것

맵의 키로 Optional을 사용하는 건 정말 뭐랄까..? 맵이라는 자료 구조의 컨벤션을 망가뜨리는 행위이다.

Map을 통해 어떤 키값이 있는지 찾고 있으면 있는거고 없으면 명확히 없는거지, 있을수도 있고 없을수도 있다? ...음.. 하지말자!

사용하는 사람 입장에서 얜 뭘까.. 싶은 코드다 정말 이건.

 

 

2-3. 인스턴스 필드 타입으로 Optional을 사용하지 말 것

import java.util.Optional;

public class Shop {
    private String name;
    private Optional<User> host;
    private boolean isOpen;
}
  • 이런 경우를 말한다. 필드에 Optional을 적용하는 것.
  • 이것도 굉장히 나쁜 코드이다. 

`host`라는 필드는 원래도 null이 될 수도 그렇지 않을 수도 있다. 그렇기 때문에 getHost()와 같은 메서드를 이렇게 작성하는 것이다.

public Optional<User> getHost() {
    return Optional.ofNullable(host);
}

 

그런데, 왜 필드 자체에 이 값이 있을 수도 있고 없을 수도 있다고 더 더 모호하게 상황을 만드는가? 하지 말자!

 

 

3. Primitive 타입의 Optional은 따로 존재한다.

Optional.of(10);
  • 이렇게 Optionalprimitive 타입을 받을 순 있다. 근데, 곰곰히 생각해보자. primitive 타입에 null이란게 존재하는가? 아니다. 그런건 없다. 근데 primitive 타입을 Optional로 만든다? 이건 뭔가 매우 어색하기도 하면서 이걸 처리하기 위해 Boxing을 한다. 즉, 이 반환값은 이렇다.
Optional<Integer> i = Optional.of(10);
  • 그렇다. 타입이 Optional<Integer>로 변경된다. Primitive → Wrapper 클래스가 된다는 말이다. 이 과정에서 역시 리소스도 낭비되고 좋지 않다.

 

그래서, 이런게 있다.

OptionalInt optionalInt = OptionalInt.of(10);
  • OptionalInt가 있으면, OptionalDoubleOptionalLong도 있다.

 

4. Optional을 반환 타입으로 사용할 때 null을 리턴하지 마라.

진짜 정말 안 좋은 코드이다. 바로 보자.

public Optional<User> getHost() {
    return null;
}
  • 반환 타입은 Optional<User>이다. 리턴 타입으로 사용하고 있으니 위에서 말한 주의사항엔 걸리지 않는다.
  • 그런데 이 메서드의 리턴값이 null이면 어떤 문제가 발생하냐면, 
import java.util.Optional;

public class OptionalMain {
    public static void main(String[] args) {
        Shop shop = new Shop();

        Optional<User> host = shop.getHost();
        host.ifPresent(System.out::println);
    }
}
  • 이걸 사용하는 클라이언트 코드는, 이 메서드를 호출했을 때 반환값이 Optional이기 때문에 "어 Optional이네, 있는지 없는지 체크해야겠다."라고 생각하고 .ifPresent(...)를 호출하는 순간 NullPointerException이다.

그래서 이러면 안되고, 다음과 같이 해야 한다.

public Optional<User> getHost() {
    return Optional.empty();
}
  • Optional.empty()를 사용하면 된다.

 

5. Collection, Map, Optional 등 이미 이 자체로 빈 값이 될 수 있다고 표현하는 것들을 Optional로 또 감싸지 마라.

위에서 Map의 키를 Optional로 감싸지 마라. 라는 내용과 유사한데, 이미 이 자체로 빈 값인지 아닌지 판단할 수 있는 컨테이너들을 왜 Optional로 감싸나? 그럴 이유가 없는데. Mapget()을 통해 값이 있으면 가져오고 값이 없으면 null이다. 여기서 이미 판단을 할 수 있다. Collection, Optional도 마찬가지다. 이미 이 자체로도 빈 값인지 아닌지를 판단할수가 있는데 왜 Optional로 또 감싸는건가? 이러면 안된다.

 

 

 

정리

Optional을 제대로만 사용한다면, NullPointerException을 마주하는 경우를 굉장히 획기적으로 줄일수도 있고, 코드 자체의 가시성도 더 높일 수 있다. 개인적으로 좋아하는 방식이기도 하다. 그런데 이 Optional을 사용하는데 있어서 클라이언트 입장에서 매우 짜증나는 경우가 몇가지 있는데 그 경우를 여기에 정리했으니 이렇게 작성하는 것을 피하자! 

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Java 8 이후 가장 관심을 많이 받은 건 아마도 Stream API가 아닐까 싶을 정도로 굉장히 이제는 중요하고 모르면 절대 안되는 이 녀석에 대해 공부해보자.

 

Stream

  • 데이터를 담고 있는 저장소(컬렉션)가 아니다.
  • 스트림이 처리하는 데이터 소스를 변경하는 게 아니다.
  • 스트림으로 처리하는 데이터는 오직 한번만 가능하다.
  • 중개 오퍼레이션은 근본적으로 Lazy하다.
  • 손쉽게 병렬 처리를 할 수 있다.

이게 다 무슨말일까? 하나씩 차근 차근 알아가보자. 

 

데이터를 담고 있는 저장소가 아니다.

이건 말 그대로 스트림으로 처리하는 데이터는 컬렉션이 아니라는 말이다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        Stream<String> stream = friends.stream();
    }
}
  • 위 코드를 보면, `friends`라는 Listfriends.stream()의 반환값은 명확히 Stream으로 다르다. 
  • 쉽게 말해 스트림은 저장소 역할을 하는게 아니라, 특정 자료구조에 대해 어떤 처리를 할 수 있는 일회성 공간이라고 생각해야 한다.

 

스트림이 처리하는 데이터 소스를 변경하는 게 아니다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        List<String> upper = friends.stream()
                .map(String::toUpperCase)
                .toList();

        System.out.println(friends);
        System.out.println(upper);
    }
}
  • 위 코드를 보면, `friends`를 스트림으로 각 요소별로 대문자로 변경하여 새로운 리스트를 만들어냈다.
  • 그럼 이건 기존의 `friends`도 변경하는 걸까? 아니다! 기존의 데이터 소스를 변경하는 게 아니다.
  • 다음 실행 결과를 보면, 기존의 데이터 소스는 그대로이고 스트림으로 처리한 데이터를 새로운 리스트를 반환하는 것이다.

실행 결과

 

스트림으로 처리한 데이터는 오직 한번만 가능하다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        Stream<String> friendsStream = friends.stream();

        List<String> upperFriends = friendsStream.map(String::toUpperCase).toList();
        System.out.println(upperFriends);

        List<String> lowerFriends = friendsStream.map(String::toLowerCase).toList();
        System.out.println(lowerFriends);
    }
}
  • 위 코드를 보면, `friends`라는 리스트를 스트림으로 변환한 `friendsStream`이 있다. 
  • 이 녀석으로 각 요소에 대해 toUpperCase()를 처리한 새로운 리스트를 만들었다.
  • 그 이후에 다시 이 `friendsStream`을 이용할 수 있을까? 그렇지 않다. 위 코드처럼 다시 `friendsStream`을 통해 각 요소에 대해 toLowerCase()를 처리한 새로운 리스트를 만드려고 한다면 다음과 같은 에러를 마주하게 된다.

 

 

중개 오퍼레이션은 근본적으로 Lazy하다.

이게 조금 중요한 말인데, 보통은 스트림을 사용할 때 다음과 같이 사용하는 사례를 많이 마주할 것이다.

customFieldManager.getCustomFieldObjects().stream()
        .filter(customField -> customField.getCustomFieldType().getName().equals("Date Picker"))
        .map(SimpleCustomFieldDTO::new)
        .collect(Collectors.toList());
  • 위 코드는 예시 코드이다. 
  • 스트림으로 변환한 후, filter()를 거치고, map()을 거쳐서, 리스트로 최종적으로 반환한다.
  • 이렇듯, 스트림은 중개 오퍼레이션과 종료 오퍼레이션이 나뉘어져 있다.
  • 여기서 중개 오퍼레이션은 filter(), map()이고, 종료 오퍼레이션은 collect()이다.
  • 쉽게 생각하면, 중개 오퍼레이션은 반환값이 그대로 Stream이다. 반대로 종료 오퍼레이션은 반환값을 Stream으로 주지 않는다.
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        Stream<String> stringStream = friends.stream().filter(friend -> friend.equals("John"));
        Stream<String> stringStream1 = friends.stream().map(String::toUpperCase);
    }
}
  • 보면 filter(), map() 까지만 실행한 반환값은 모두 Stream이다. 즉, 이 두개는 중개 오퍼레이션이라는 말이다.
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        List<String> friendsList = friends.stream()
                .filter(friend -> friend.equals("John"))
                .toList();
    }
}
  • 반면, toList()를 호출한 반환값은 Stream이 아니라 List이다. 즉, toList()는 종료 오퍼레이션이라는 말이다.
  • 참고로, forEach()도 종료 오퍼레이션이다. 얘는 반환값이 없기 때문에 헷갈릴 수 있어서 이렇게 꼭 집어서 말해봤다.

 

이제 중개 오퍼레이션과 종료 오퍼레이션의 차이를 알았다. 그럼 여기서 이제 "중개 오퍼레이션은 근본적으로 Lazy하다"라는 말은 무엇이냐면, 중개 오퍼레이션은 종료 오퍼레이션을 만나기 전까지 실제적으로 실행되지가 않는다! 다음 코드를 보자!

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        friends.stream()
                .filter(friend -> {
                    System.out.println("friend: " + friend);
                    return friend.equals("John");
                });
    }
}
  • 자, filter()는 중개 오퍼레이션이다. 이 filter() 이후로 종료 오퍼레이션은 없다. 즉, 여전히 이 녀석은 타입이 Stream인 상태이다. 그런데 내가 filter() 안에 각 요소들을 찍어보고 싶어서 `System.out.println("friend: " + friend)`를 작성한다고 이게 출력될까? 

실행 결과

위 실행 결과처럼 아무것도 출력하지 않는다. 디버깅해서 브레이크 포인트 걸어봐도 안 걸린다! 그래서! 정말 중요한 내용이다! 중개 오퍼레이션은 근본적으로 Lazy하다는 말은, 종료 오퍼레이션을 만나기 전까지 중개 오퍼레이션의 작업은 진행되지가 않는다는 말이다! 그럼 내가 저 코드에 종료 오퍼레이션을 넣고 실행하면 결과는 어떻게 될까?

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        friends.stream()
                .filter(friend -> {
                    System.out.println("friend: " + friend);
                    return friend.equals("John");
                }).toList();
    }
}
  • 딱 한 부분, toList()를 붙이는 것 말고 한 게 없다.

 실행 결과

 

정리

스트림 파이프라인은 0 또는 다수의 중개 오퍼레이션과 한개의 종료 오퍼레이션으로 구성되고, 스트림의 데이터 소스는 오직 종료 오퍼레이션을 실행할 때만 처리한다. 

 

 

손쉽게 병렬 처리를 할 수 있다.

이건 무슨말이냐면 이런 의문이 생길 것이다. "아니 뭐 굳이 스트림을 써? 그냥 for 루프 사용하면 되는거 아니야?" 맞다. 상관없다. 단순한 코드는 어떤걸 사용하더라도 뭐 크게 가시성이 달라지지도 않고 둘 다 읽기 편할 수 있다. 아래 코드를 보자.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        friends.stream()
                .filter(friend -> friend.equals("John"))
                .forEach(System.out::println);

        for (String friend : friends) {
            if (friend.equals("John")) {
                System.out.println(friend);
            }
        }
    }
}
  • 하나는 스트림을 사용했고, 하나는 for 루프를 사용했다. 뭐 둘 다 읽기 편하고 아무런 문제도 없다. 
  • 실행 결과도 동일할 것이다.

 

그런데, 이런 경우가 있다. for 루프는 병렬 처리를 하기가 쉽지 않다. 위에 저 for 루프 안에서 요소 하나하나씩 순회하며 처리하지 저걸 병렬로 처리하고 있지 않는단 말이다. 그런데 스트림은 이걸 병렬로 처리하는게 굉장히 수월하다. 스트림은 요소 하나하나를 직렬로 어떤 행위를 처리할수도 있고 병렬로 어떤 행위를 처리할수도 있다. 

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        friends.parallelStream()
                .filter(friend -> friend.equals("John"))
                .forEach(System.out::println);
    }
}
  • 이렇게 stream() 대신에 parallelStream()을 사용하면 끝난다. 
  • 이럼 요소를 병렬로 처리하게 된다.

근데 또 눈으로 봐야만 믿는 사람들을 위해(나 포함) 아래와 같이 코드를 조금만 더 수정해보자.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        friends.parallelStream()
                .filter(friend -> {
                    System.out.println("friend: " + friend + "||" + Thread.currentThread().getName());
                    return friend.equals("John");
                })
                .forEach(System.out::println);
    }
}
  • 실행하고 있는 쓰레드의 이름을 한번 찍어보자.

실행 결과

이 실행결과를 보면 알겠지만, 쓰레드의 이름이 다르다. 즉, 병렬처리가 제대로 되고 있다는 뜻이다. 이게 이제 손쉽게 병렬 처리를 할 수 있다는 말이다.

 

근데 손쉽게 병렬 처리를 한다고 마냥 좋을까?

지금 저 코드에서 병렬 처리를 하면 더 빠를까? 내가 볼땐 아니다. 이것도 눈으로 한번 확인해보자.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        withParallelStream(friends);
        withForLoop(friends);
    }

    private static void withParallelStream(List<String> friends) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        friends.parallelStream()
                .filter(friend -> friend.equals("John"))
                .forEach(System.out::println);
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("parallelStream elapsed time: " + (endTime - startTime) + "ms");
    }

    private static void withForLoop(List<String> friends) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        for (String friend : friends) {
            if (friend.equals("John")) {
                System.out.println(friend);
            }
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("for loop elapsed time: " + (endTime - startTime) + "ms");
    }
}
  • 두개를 실행해보자, 하나는 스트림으로 병렬처리를, 하나는 그냥 for 루프를 사용해서 동일한 작업을 하는데 시간을 측정해봤다.

실행 결과

엥?! 오히려 하나의 쓰레드로만 실행한게 더 빠르다. 왜 그럴까? 

 

→ 쓰레드를 여러개 사용하는데는 컨텍스트 스위칭 비용이 들기 때문이다. 또한, 쓰레드를 만들어내는 것도 리소스를 사용하는 것이기에 그렇다. 단순하게 생각해서 지금 저 `friends`라는 리스트는 그래봐야 개수가 4개밖에 없는 정말 작은 리스트이다. 그리고 요즘 컴퓨터는 1초에 연산을 몇번이나 할까? 수십억번을 한다. 수십억번. 4개 돌리는거? 일도 아니다. 그러니까 실제로 0ms가 걸린것이고. 그런데 4개 돌리는 그 와중에도 쓰레드를 3개를 더 만들어 총 4개를 사용하고, 그 4개를 돌려가며 사용하는 컨텍스트 스위칭 비용이 오히려 성능에 악화를 시키는 것이다. 그러니까 병렬 처리를 스트림으로 단순하게 할 수 있다고 해서 반드시 좋다고 생각하면 큰 오산이다. 이 경우가 그럼 언제 효율적일까? 데이터가 정말 많을때나 그 데이터로 처리하는 로직이 굉장히 복잡해서 하나의 쓰레드가 다 하는것보다 여러개의 쓰레드가 나눠 하는게 누가봐도 더 효율적일때 이 병렬 처리를 고려하면 좋다!

 

 

여러가지 Stream API

결론부터 말하면, 이거 외우는거 아니다. 쓰다보면 외워져서 바로 이거 쓰면 되겠구나! 싶은게 생길것이고, 모르면 이런거 있나? 찾아보면 된다. 진짜 여기서는 딱 두개만 해봐야겠다.

filter

말 그대로 뭔가 걸러내는 중개 오퍼레이션이다. 일단 코드로 바로 보자.

public class Shop {
    private String name;
    private boolean isOpen;

    public Shop() {
    }

    public Shop(String name, boolean isOpen) {
        this.name = name;
        this.isOpen = isOpen;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public boolean isOpen() {
        return isOpen;
    }

    public void setOpen(boolean open) {
        isOpen = open;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Shop{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", isOpen=" + isOpen +
                '}';
    }
}
  • 우선 아주 간단한 클래스를 하나 만들었다. 가게에 대한 클래스고 가게 이름과 현재 열었는지 안 열었는지에 대한 필드들이 있다.
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ShopMain {
    public static void main(String[] args) {
        Shop shopA = new Shop("A", true);
        Shop shopB = new Shop("B", true);
        Shop shopC = new Shop("C", false);
        Shop shopD = new Shop("D", true);

        List<Shop> shops = new ArrayList<>();
        shops.add(shopA);
        shops.add(shopB);
        shops.add(shopC);
        shops.add(shopD);

        shops.stream()
                .filter(Shop::isOpen)
                .forEach(System.out::println);
    }
}
  • 그리고 이렇게, 현재 오픈한 가게가 있는지를 찾아보는 간단한 스트림 API
  • 메서드 레퍼런스를 사용해서 매우매우 깔끔하게 작성했다.

실행 결과

 

 

근데, 이러고 싶을때가 있다. 안 열은 가게를 알고 싶은 경우가 있다. 이때는 역(Not)을 사용해야 하는데 그럼 이게 뭐가 살짝 불편하냐면 메서드 레퍼런스를 못쓴다. 다음과 같이 컴파일 오류가 난다. 

 

이럴때, 조금 더 이쁘게 작성할 수가 있는데, 이전 포스팅에서 배운 Predicate<T>을 사용하는 것이다! 왜냐하면 filter가 받는 타입 자체가 Predicate<T>이기 때문에 더할 나위없이 완벽하다. 그래서 이렇게 작성할 수 있다.

shops.stream()
        .filter(Predicate.not(Shop::isOpen))
        .forEach(System.out::println);

 

앞으로, 역(Not)과 메서드 레퍼런스를 같이 사용하고 싶을때 이 Predicate<T>을 적극 활용하자!

 

flatMap

flatMapmap의 추가 기능이라고 보면 된다. map이 뭐냐? 인풋을 받아 아웃풋으로 돌려준다. 그래서 인자의 타입도 우리가 배운 Function<T, R>이다. flatMap도 어떤 값(A)을 받아 어떤 값(B)로 만들어준다. 그런데 앞에 flat이 붙었다. 이건 뭐냐면, 리스트를 받아서 그 리스트의 요소를 다 풀어버리는 것이다. 코드로 보자.

 

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

public class ShopMain {
    public static void main(String[] args) {
        Shop shopA = new Shop("A", true);
        Shop shopB = new Shop("B", true);
        Shop shopC = new Shop("C", true);
        Shop shopD = new Shop("D", true);

        List<Shop> openedShops = new ArrayList<>();
        openedShops.add(shopA);
        openedShops.add(shopB);
        openedShops.add(shopC);
        openedShops.add(shopD);

        Shop shopE = new Shop("E", false);
        Shop shopF = new Shop("F", false);
        Shop shopG = new Shop("G", false);
        Shop shopH = new Shop("H", false);

        List<Shop> closedShops = new ArrayList<>();
        closedShops.add(shopE);
        closedShops.add(shopF);
        closedShops.add(shopG);
        closedShops.add(shopH);

        List<List<Shop>> allShops = new ArrayList<>();
        allShops.add(openedShops);
        allShops.add(closedShops);

        allShops.stream()
                .flatMap(shops -> shops.stream())
                .forEach(shop -> System.out.println(shop.getName()));
    }
}
  • openedShops, closedShops 두 개의 리스트가 있다.
  • 그리고 이 각각 리스트를 리스트로 담은 allShops가 있다.
  • 그럼 allShops는 요소가 각각이 리스트이다.
  • allShops를 가지고 스트림을 돌리면 각 요소 하나하나가 리스트인데 flatMap을 사용해서 이 리스트를 풀어 헤치는 것이다. 그래서 그 하나의 요소인 리스트 전체를 다 돌고, 그 다음 하나의 요소인 리스트 전체를 다 돌 수 있게 말이다.

실행 결과

 

요 녀석을 더 깔끔하게 이렇게 바꿀 수도 있다.

//allShops.stream()
//        .flatMap(shops -> shops.stream())
//        .forEach(shop -> System.out.println(shop.getName()));
        
        
allShops.stream()
        .flatMap(Collection::stream)
        .forEach(shop -> System.out.println(shop.getName()));

 

 

이 정도만 알아보고 나머지 여러 기능들은 공식 문서를 통해 필요할 때 찾아서 사용하면 된다. 다시 말하지만 이걸 외우는거 아니다! 안 외워도 자주 사용하는건 저절로 외워지기도 하고 필요한게 생기면 찾아서 사용하면 된다! 다음 공식 문서에서.

 

Stream (Java Platform SE 8 )

A sequence of elements supporting sequential and parallel aggregate operations. The following example illustrates an aggregate operation using Stream and IntStream: int sum = widgets.stream() .filter(w -> w.getColor() == RED) .mapToInt(w -> w.getWeight())

docs.oracle.com

 

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자바8부터 나타난 함수형 인터페이스에 대해 알아보는 시간을 가져보자.

 

함수형 인터페이스 (Functional Interface)

  • 추상 메서드를 딱 하나만 가지고 있는 인터페이스를 말한다. (SAM 인터페이스라고도 한다) (SAM = Single Abstract Method)
  • @FunctionalInterface 애노테이션을 가지고 있는 인터페이스를 말한다.

다음 코드를 보자.

@FunctionalInterface
public interface Hello {
    void hello();
}
  • 위 코드처럼 추상 메서드가 딱 하나만 있을때 이 인터페이스를 함수형 인터페이스라고 한다.
  • 그리고 함수형 인터페이스를 정의할 일이 있다면 @FunctionalInterface 애노테이션을 사용해서 이 인터페이스가 함수형 인터페이스임을 명확히 하는게 좋다. 왜냐하면 추상 메서드가 한개가 아닌 경우 아래 사진처럼 컴파일 에러를 만들어주기 때문이다. 

 

 

이런 경우도 함수형 인터페이스이다.

@FunctionalInterface
public interface Hello {
    void hello();
    
    int h = 100;

    static void howAreYou() {
        System.out.println("how are you");
    }

    default void hi() {
        System.out.println("Hello");
    }
}
  • 자바8부터 인터페이스에 이렇게 메서드를 직접 정의할수도 있게 됐는데 그런것이 몇 개가 있던 결국 가장 중요한건 추상 메서드가 딱 한개이냐 아니냐로 함수형 인터페이스는 정의된다.
  • 여기서도 마찬가지로 abstract void hello(); 하나뿐이므로 이 인터페이스는 함수형 인터페이스이다.
  • 참고로, 인터페이스에서 abstract는 생략 가능하다.

 

그럼 이렇게 정의한 함수형 인터페이스를 어떻게 사용하면 되느냐? 다음 코드를 보자.

public class FIMain {
    public static void main(String[] args) {
        Hello h = new Hello() {
            @Override
            public void hello() {
                System.out.println("hello");
            }
        };

        h.hello();
    }
}
  • 자바8 이전에는 이런식으로 사용했다. 이거를 익명 내부 클래스라고 했었다. 굳이 구현체를 클래스로 따로 만들지 않아도 이렇게 작성하면 되니까 익명 내부 클래스라는 이름이 붙은 것 같다.
  • 지금도 당연히 이렇게 사용할 수 있다.

그런데 이 코드를 획기적으로 줄일 수가 있다. 다음 코드를 보자.

public class FIMain {
    public static void main(String[] args) {
        Hello h = () -> System.out.println("hello");

        h.hello();
    }
}
  • 단 한줄로 변경된 모습이 보이는가? 이게 함수형 인터페이스를 람다로 표현한다고 한다. 
  • 물론, 실행 부분이 저렇게 딱 한줄일때 이렇게 사용할 수 있고 만약 한 줄 이상이라면 다음과 같이 사용하면 된다.
public class FIMain {
    public static void main(String[] args) {
        Hello h = () -> {
            System.out.println("hello");
            System.out.println("Hi");
        };

        h.hello();
    }
}
  • 그럼에도 불구하고 익명 내부 클래스보단 획기적으로 코드양이 줄어 보인다.
  • 이런 표현식을 람다 표현식이라고 한다.

 

자바에서 제공하는 함수형 인터페이스

개발자가 직접 구현하지 않고 자바에서 자체적으로 제공해주는 함수형 인터페이스가 있다. 바로 다음 패키지에 있는 함수형 인터페이스들이다.

java.util.function

 

 

Java Platform SE 8

 

docs.oracle.com

 

위 패키지에서 여러가지 함수형 인터페이스가 있는데 대표적인 것들을 살펴보자.

  • Function<T, R>
  • BiFunction<T, U, R>
  • Consumer<T>
  • Supplier<T>
  • Predicate<T>
  • UnaryOperator<T>
  • BinaryOperator<T>

 

Function<T, R>

이 함수형 인터페이스는 인풋 T를 받고, 아웃풋 R을 반환한다. 코드로 바로 알아보자.

import java.util.function.Function;

public class FIMain {
    public static void main(String[] args) {
        Function<Integer, Integer> plus = (number) -> number + 1;
        
        System.out.println(plus.apply(2));
    }
}
  • Integer를 받아서 Integer를 반환하는 plus 라는 이름의 함수형 인터페이스 Function을 구현했다.
  • 이 함수형 인터페이스는 apply라는 추상 메서드를 구현해야 하고 그것을 우리는 받은 인자에 + 1을 한 값을 리턴하는 것으로 구현했다.
  • 이 녀석의 apply(2)를 실행하면 결과는 3이 나오게 된다.

실행 결과

 

 

이런식으로도 작성할 수 있겠다.

import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Function<Integer, Integer> plusWithOne = (x) -> x + 1;
        Function<Integer, Integer> multiplyWithTwo = (x) -> x * 2;

        System.out.println(multiplyWithTwo.apply(2));
    }
}
  • 인자값을 받아 2를 곱하는 함수형 인터페이스 Function을 구현했다.
  • 실행하면 당연히 결과는 4가 나온다.

실행 결과

 

 

그런데, 이 두개의 Function을 조합할수도 있다. Function에서 제공하는 compose()라는 메서드가 있다.

import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Function<Integer, Integer> plusWithOne = (x) -> x + 1;
        Function<Integer, Integer> multiplyWithTwo = (x) -> x * 2;
        
        Function<Integer, Integer> compose = plusWithOne.compose(multiplyWithTwo);
        System.out.println(compose.apply(2));
    }
}
  • 이렇게 composeFunctionFunction을 조합하는 게 가능하다.
  • compose는 인자로 받은 Function을 먼저 apply 수행하고, 그 결과값을 다시 apply해서 결과를 반환한다.
  • 그러니까, compose.apply(2)를 하면, 먼저 multiplyWithTwo를 실행해서 4를 만들고, 그 결과값을 plusWithOne.apply()에 인자로 넣어 실행하게 된다. 그래서 결과는 5가 나온다.

실행 결과

 

 

이번에는 이런 것도 있다.

import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Function<Integer, Integer> plusWithOne = (x) -> x + 1;
        Function<Integer, Integer> multiplyWithTwo = (x) -> x * 2;

        Function<Integer, Integer> andThen = plusWithOne.andThen(multiplyWithTwo);
        System.out.println(andThen.apply(5));
    }
}
  • andThen(). 이것도 역시 두 Function을 조합하는데, 이건 받은 Function이 뒤에 실행된다.
  • 그러니까, 먼저 plusWithOne.apply()가 실행되고, 그 실행된 결과값을 multiplyWithTwo.apply()인자로 받아 실행된 결과값을 반환한다. 그래서 결과는 12가 나온다.

실행 결과

 

BiFunction<T, U, R>

BiFunctionFunction이랑 똑같은데, 인자값을 2개(T, U) 받는다. 그래서 R을 반환한다.

import java.util.function.BiFunction;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BiFunction<Integer, Integer, Integer> add = (x, y) -> x + y;
        System.out.println(add.apply(1, 2));
    }
}
  • 이런식으로 작성할 수 있고, 결과는 3이 나오게 된다.

실행 결과

 

 

Consumer<T>

이건 반환값이 없다. 추상 메서드의 반환 타입이 void다. 이름 그대로 소비자의 역할을 한다고 보면 된다.

import java.util.function.Consumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer<Integer> printer = (x) -> System.out.println(x);
        printer.accept(1);
    }
}
  • 얘는 추상 메서드 명이 accept()이다. 그리고 위와 같이 반환값이 없다. 간단하게 받은 파라미터를 출력하도록 작성했다.

실행 결과

 

Supplier<T>

이 녀석은 반대다. 받는게 없고 반환만 한다. 이름 그대로 공급자의 역할을 한다고 보면 된다.

import java.util.function.Supplier;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<Integer> get10 = () -> 10;
        System.out.println(get10.get());
    }
}
  • 얘는 추상 메서드 명이 get()이다. 공급자라는 이름에 아주 걸맞는 메서드명이다.
  • 위 코드처럼 받는것은 없고 반환만 한다. 

 

Predicate<T>

이 녀석은, 어떤 인자값을 받아 boolean 타입을 반환한다.

import java.util.function.Predicate;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Predicate<Integer> isOne = (x) -> x == 1;
        System.out.println(isOne.test(1));
        System.out.println(isOne.test(2));
    }
}
  • 위 코드와 같이 인자값을 받아서 그 인자값이 1인지 확인하는 뭐 이런 코드를 작성할 수 있겠다.
  • 추상 메서드의 이름은 test()이다.

실행 결과

 

 

그리고 이 녀석은 반환값이 boolean이기 때문에 이런 조합 메서드를 제공한다.

  • and()
  • or()
  • negate()
import java.util.function.Predicate;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Predicate<Integer> isOne = (x) -> x == 1;
        Predicate<Integer> isOdd = (x) -> x % 2 != 0;

        Predicate<Integer> andPredicate = isOne.and(isOdd);
        System.out.println(andPredicate.test(1));
    }
}
  • Predicate을 조합하는데 AND 조건으로 조합해서 결과를 반환한다. 
  • 위 코드를 보면 하나는 받은 인자가 1인지, 하나는 받은 인자가 홀수인지를 체크하는 Predicate이다.
  • 이 두개를 AND로 조합해서 둘 다 true를 반환하면 true를 반환하고 둘 중 하나라도 false라면 false를 반환한다.

실행 결과

 

 

그럼 or(), negate()은 예측이 가능하다. 

import java.util.function.Predicate;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Predicate<Integer> isOne = (x) -> x == 1;
        Predicate<Integer> isOdd = (x) -> x % 2 != 0;

        Predicate<Integer> orPredicate = isOne.or(isOdd);;
        System.out.println(orPredicate.test(3));
    }
}
  • 하나는 1인지, 하나는 홀수인지를 체크하는 Predicate인데 이 두 개를 or()로 연결했다.
  • 둘 중 하나라도 true라면 true를 반환하고, 둘 중 하나라도 false라면 false를 반환할 것이다.

실행 결과

 

import java.util.function.Predicate;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Predicate<Integer> isOne = (x) -> x == 1;
        Predicate<Integer> isOdd = (x) -> x % 2 != 0;

        Predicate<Integer> negate = isOne.negate();
        System.out.println(negate.test(1));
    }
}
  • negate()은 역이다. true라면 false를, false라면 true를 반환한다.

실행 결과

 

 

UnaryOperator<T> 

이 녀석은 편리함을 제공해주는 녀석이다. 다음 코드를 보자.

import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Function<Integer, Integer> plusWithOne = (x) -> x + 1;
    }
}
  • 위 코드처럼 입력값과 반환값의 타입이 동일한 경우에 다음과 같이 사용할 수가 있다.
import java.util.function.UnaryOperator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Function<Integer, Integer> plusWithOne = (x) -> x + 1;
        UnaryOperator<Integer> plusWithOne = (x) -> x + 1;
    }
}
  • 입력값과 반환값이 같은 경우, UnaryOperator를 사용해서 좀 더 간결하게 작성할 수가 있다.
  • 그리고 이 UnaryOperatorFunction을 상속받는다. 그래서 Function이 제공하는 조합 메서드(compose(), andThen(), ...)을 사용할 수 있다.

 

 

BinaryOperator<T>

이 녀석은 BiFunction<T, U, R>의 간편 메서드라고 보면 된다. 이 BiFunction은 두 개의 인자를 받아 R타입을 반환하는 녀석이다. 근데 이 세 개의 타입(T, U, R)이 모두 같은 경우 이 BinaryOperator<T>를 사용할 수가 있다.

import java.util.function.BinaryOperator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // BiFunction<Integer, Integer, Integer> add = (x, y) -> x + y;
        BinaryOperator<Integer> add = (x, y) -> x + y;
    }
}

 

 

이렇게 대표적인 것들을 알아봤는데 직접 저 패키지 안으로 들어가보면, 이 말고도 굉장히 뭐가 많다. 근데 지금까지 배운것들의 응용이라고 생각하면 된다. 이름만 봐도 "아 이건 이거겠구나!"를 추측할 수 있을 것이다. 예를 들어, 이런 거다.

직접 이 패키지에 뭐가 있는지 쭉 보면, 맨 위에 BiConsumer<T, U>가 있다. 그럼 우린 Consumer<T>를 배웠기 때문에 이게 뭔지 추측이 가능하다. "아, 두 개의 인자를 받아서 아무것도 반환은 안하고 TU를 가지고 뭔가를 하겠구나?" 맞다. 

 

변수 캡처

이 부분은 꽤나 중요하다. 자세히 들여다보자. 함수형 인터페이스와 람다 표현식을 사용할때 주의할 점이 있다. 바로 이 변수 캡처에 대한 내용인데 다음 코드를 보자.

import java.util.function.Consumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        final int number = 10;

        // 로컬 클래스
        class LocalClass {
            void local() {
                System.out.println(number);
            }
        }

        // 익명 내부 클래스
        Consumer<Integer> consumer = new Consumer<Integer>() {
            @Override
            public void accept(Integer integer) {
                System.out.println(number);
            }
        };

        // 람다
        Consumer<Integer> lambda = (x) -> System.out.println(x + number);
        lambda.accept(number);
    }
}
  • 로컬 클래스든, 익명 내부 클래스든, 람다 표현식이든 변수를 참조를 할수가 있다. 근데 자바8 이전에는 그 변수는 반드시 final 키워드가 붙어야 했다. 즉, 선언 이후 절대로 변경되지 않을 변수만 참조가 가능하다.
  • 그런데, 자바8 이후부터는 이런 경우에 final을 붙이지 않아도 참조할 수 있다. 다음 코드를 보자. 
import java.util.function.Consumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int number = 10;

        // 로컬 클래스
        class LocalClass {
            void local() {
                System.out.println(number);
            }
        }

        // 익명 내부 클래스
        Consumer<Integer> consumer = new Consumer<Integer>() {
            @Override
            public void accept(Integer integer) {
                System.out.println(number);
            }
        };

        // 람다
        Consumer<Integer> lambda = (x) -> System.out.println(x + number);
        lambda.accept(number);
    }
}
  • 이 역시 문법적으로 아무런 문제도 되지 않는 올바른 코드이다. 이게 이제 가능한데 이거를 "사실상 final" 이라고 표현한다.
  • "사실상 final" 이란 말은, final 이라는 키워드는 붙지 않았지만, 이 값이 final처럼 취급되는 경우를 말한다.
  • 여기서 만약, 이후에 값을 변경하려고 하면 어떻게 될까? 아래와 같이 컴파일 오류가 발생한다.

즉, 선언한 후 값이 변경되지 않는 변수에 대해서는 로컬 클래스든, 익명 내부 클래스든, 람다든 변수를 참조할 수 있는데 이것을 변수 캡처라고 한다. 그런데 여기서 더 중요한 사실이 있다. [로컬 클래스, 익명 내부 클래스]와 람다는 차이가 있다.

 

다음 코드를 보자.

import java.util.function.Consumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        final int number = 10;

        // 로컬 클래스
        class LocalClass {
            final int number = 55;
            void local() {
                int number = 30;
                System.out.println(number);
            }
        }

        new LocalClass().local();

        // 익명 내부 클래스
        Consumer<Integer> consumer = new Consumer<Integer>() {
            final int number = 40;
            @Override
            public void accept(Integer integer) {
                System.out.println(number + integer);
            }
        };
        consumer.accept(4);

        // 람다
        Consumer<Integer> lambda = (x) -> System.out.println(x + number);
        lambda.accept(5);
    }
}
  • 벌써 어지럽다. 근데, 결론적으로 로컬 클래스와 익명 내부 클래스는 로컬 변수를 가질 수가 있다.
  • 위 코드를 보면 바깥에 있는 main 메서드에 number라는 변수를 선언했는데, 로컬클래스에서 local() 메서드 안에 또 다른 로컬 변수 number를 선언했다.
  • 위 코드를 보면 바깥에 있는 main 메서드에 number라는 변수를 선언했는데, 익명 내부 클래스 안에서 또 다른 로컬 필드인 number를 선언했다. 
  • 이 경우에는 Scope이 어떻게 결정될까? 실행 결과를 보자.

  • 이러한 결과가 나왔다. 어찌보면 당연한 것이다. 물론, 익명 내부 클래스도 accept() 메서드 안에 로컬 변수로 선언해도 상관없다. 로컬 클래스와 같이 더 가까이에 있는게 적용된다. 

 

그런데, 람다는 아니다! 람다는 Scope이 람다만의 Scope은 없다. main 메서드와 Scope을 같이한다. 즉, 람다를 감싸고 있는 녀석과 같다는 말이다. 그러니까 아래 사진을 보자. 컴파일 오류가 난다. 당연하다. 왜냐? 같은 Scope에 동일한 이름의 변수를 만들 수 없는건 너무 당연하니까!

 

메서드 레퍼런스

메서드 레퍼런스는 뭘까? 다시 한번 아래 코드를 보자.

import java.util.function.Consumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer<Integer> lambda = (x) -> System.out.println(x);
        lambda.accept(5);
    }
}
  • Consumer를 람다 표현식으로 만들었다. 그리고 바디에서 하는 일은 입력값을 그대로 시스템 콘솔에 출력한다.
  • 그런데 이렇게 람다의 바디에서 하는 일이 기존 메서드 또는 생성자를 호출하는 거라면, 메서드 레퍼런스를 사용해서 매우 간결하게 표현할수가 있는데 다음 코드를 보자.
import java.util.function.Consumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer<Integer> lambda = System.out::println;
        lambda.accept(5);
    }
}
  • 이게 바로 메서드 레퍼런스이다. 훨씬 더 깔끔해졌다. 그냥 System.outprintln()을 호출하는 것 뿐이고 그런 경우에는 이렇게 메서드 레퍼런스로 매우 간결하게 출력할 수 있다. 
  • 당연히 출력하는 값은 Consumer는 입력값을 받기 때문에 입력값을 그대로 출력한다.

실행 결과

 

 

굳이 따지자면, 이렇게 4가지가 가능하다.

  • 타입::스태틱 메서드
  • 객체 레퍼런스::인스턴스 메서드
  • 타입::인스턴스 메서드
  • 타입::new

타입::스태틱 메서드

public class MethodRef {

    public static String staticMethod(String s) {
        return "Hello " + s;
    }
}

자, 위와 같은 클래스가 있다고 해보자.

 

import java.util.function.UnaryOperator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        UnaryOperator<String> lambda = MethodRef::staticMethod;
        System.out.println(lambda.apply("World"));
    }
}
  • 똑같이 String을 받아서 String을 반환한다면, 타입::스태틱 메서드 형태로 표현할 수 있다.

실행 결과

 

객체 레퍼런스::인스턴스 메서드

public class MethodRef {

    public String instanceMethod(String s) {
        return "Hello " + s;
    }

    public static String staticMethod(String s) {
        return "Hello " + s;
    }
}

 

 

import java.util.function.UnaryOperator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MethodRef methodRef = new MethodRef();

        UnaryOperator<String> lambda = methodRef::instanceMethod;
        System.out.println(lambda.apply("World"));
    }
}
  • 위 코드처럼 인스턴스가 있고, 인스턴스의 메서드를 가지고 람다 표현식을 깔끔하게 쓸 수 있다.

실행 결과

 

 

타입::new

public class MethodRef {

    private String s;

    public MethodRef() {
    }

    public MethodRef(String s) {
        this.s = s;
    }

    public String getS() {
        return s;
    }

    public String instanceMethod(String s) {
        return "Hello " + s;
    }

    public static String staticMethod(String s) {
        return "Hello " + s;
    }
}

자, 이번엔 필드하나를 추가하고 생성자 두개를 추가했다.

 

import java.util.function.Supplier;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<MethodRef> methodRef = MethodRef::new;
        MethodRef methodRefBySupplier = methodRef.get();
    }
}
  • 이런게 가능하다. 생성자를 호출할 수도 있다.
  • 여기서 호출한 생성자는 뭘까 그럼? Supplier는 아무런 인자도 받지 않는다. 그리고 반환하는 것이 MethodRef다. 이런 경우엔? 저기 위에서 선언한 기본생성자를 호출하는 것이다.
import java.util.function.Function;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Function<String, MethodRef> methodRef = MethodRef::new;
        MethodRef hello = methodRef.apply("hello");

        System.out.println(hello.getS());
    }
}
  • 이번에도 역시 생성자를 호출하는데, 지금 보면 Function으로 되어 있다. 즉, 받는 값이 있고 반환하는 값이 있는건데, 받는 값이 String이고 반환값이 MethodRef다. 이 경우에는 당연히 기본 생성자가 아니라 String을 받는 생성자를 호출하는 것이다!
  • 실제로 apply("hello")를 호출했을때, 필드 `s`에 저 값이 들어가는지 확인해보면 다음과 같다.

실행 결과

 

 

타입::인스턴스 메서드

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] fruit = {"apple", "tomato", "orange"};
        Arrays.sort(fruit, String::compareToIgnoreCase);
    }
}
  • 이런게 타입::인스턴스 메서드이다. 
  • 보면, Arrays.sort()를 사용해서 배열을 받고 정렬을 하고 있다.
  • 정렬할때 두번째 인자로, Comparator를 넣어줘야 하는데, 보통은 이제 아래와 같이 사용을 할 것이다.
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] fruit = {"apple", "tomato", "orange"};
        
        Comparator<String> comparator = (o1, o2) -> o1.compareTo(o2);
        Arrays.sort(fruit, comparator);
    }
}
  • 그런데 이제, 이렇게 사용이 가능하다는 것이다.
Arrays.sort(fruit, String::compareToIgnoreCase);
  • 이건 이제, fruit 안에 있는 문자열 두개를 가져와서 서로 비교를 하고 있는건데, String 이라는 타입의 "apple", "tomato", "orange"라는 인스턴스의 메서드인 compareToIgnore()을 사용하고 있는 타입::인스턴스 메서드이다.

 

인터페이스 기본 메서드와 스태틱 메서드

또한, 자바8부터 제공되는 인터페이스의 기본 메서드와 스태틱 메서드도 알아보자. 자 다음 코드를 보자.

public interface Hello {
    void printHello();
}
  • Hello 라는 인터페이스 하나가 있다.
public class HelloImpl implements Hello {
    @Override
    public void printHello() {

    }
}
  • Hello 를 구현한 HelloImpl 클래스가 있다.

 

그런데 만약 이때, Hello를 구현하는 모든 구현체는 다 동일하게 어떤 메서드를 가지고 싶게 하려면 어떻게 하면 될까? 모두 같은 기능을 하는 메서드인데 인터페이스에 또 추상 메서드를 하나 선언해버리면? 다음과 같은 컴파일 오류가 날 것이다.

public interface Hello {
    void printHello();

    void printHi();
}

 

이런 경우에 자바8부터는 인터페이스에 기본 메서드를 만들 수 있도록 했다. 바로 이렇게 말이다.

public interface Hello {
    void printHello();

    default void printHi() {
        System.out.println("Hi");
    }
}
  • 이렇게 default 라는 키워드를 사용하여 메서드를 직접 인터페이스에서 구현할 수 있게 했고, 이때 이 인터페이스를 구현하는 구현체는 모두 동일하게 이 메서드를 사용할 수 있다.
public class HelloImpl implements Hello {
    @Override
    public void printHello() {
        printHi();
    }
}
  • 조금 모양새가 웃기긴 하지만, printHello() 메서드 안에 기본 메서드인 printHi()를 호출하고 있다.

 

기본 메서드의 탄생 취지

→ 해당 인터페이스를 구현한 클래스를 깨뜨리지 않고 모든 구현한 클래스에 동일한 새 기능을 추가할 수 있다.

 

그런데, 이 기본 메서드는 구현체가 모르게 추가된 기능이기 때문에 그만큼 리스크가 있다. 어떤 리스크가 있을까? 

기본 메서드의 리스크

public interface Hello {
    void printHello();

    default void printHi(String yourName) {
        System.out.println(yourName.toUpperCase() + ", Hello!");
    }
}
  • 예를 들어, 기본 메서드를 하나 만들었는데 파라미터로 이름을 받는다. 그리고 그 이름을 toUpperCase()를 호출하는데 만약 넘겨진 이름이 null 이라면? 런타임 오류가 발생할 수 있다.
  • 그래서, 최대한 이런 예측 못한 에러를 방지할 수 있도록 다음과 같이 문서화 하는 것을 꼭 염두하자. 
public interface Hello {
    void printHello();

    /**
     * @implSpec 파라미터로 이름을 받아서 해당 이름을 대문자로 변경한 후, ", Hello!"를 붙여 출력한다. 따라서 이름은 반드시 필수로 받아야 한다.
     * @param yourName 이름 
     */
    default void printHi(String yourName) {
        System.out.println(yourName.toUpperCase() + ", Hello!");
    }
}

 

기본 메서드의 여러가지 규칙들

기본 메서드를 만들 때, Object가 제공하는 기능(toString(), equals(), ...)은 기본 메서드로 제공할 수 없다. 기본 메서드로 선언하는 순간 다음과 같은 컴파일 오류가 발생한다.

 

인터페이스를 상속받는 인터페이스에서 다시 추상 메서드로 변경도 가능하다.

public interface Hello {
    void printHello();

    /**
     * @implSpec 파라미터로 이름을 받아서 해당 이름을 대문자로 변경한 후, ", Hello!"를 붙여 출력한다. 따라서 이름은 반드시 필수로 받아야 한다.
     * @param yourName 이름
     */
    default void printHi(String yourName) {
        System.out.println(yourName.toUpperCase() + ", Hello!");
    }
}

 

public interface HelloExtends extends Hello {

    void printHi(String yourName);
}
  • Hello를 상속받는 HelloExtendsprintHi를 다시 추상 메서드로 변경했다.
  • 이제 이 HelloExtends를 구현하는 구현체는 반드시 printHi(String yourName)을 구현해야 한다.

 

두 개의 인터페이스가 같은 시그니처를 갖는 기본 메서드를 제공할 경우에는 그 두 인터페이스를 둘 다 구현하는 구현체는 무조건 동일한 시그니처를 갖는 기본 메서드를 재정의해야 한다.

예를 들어 아래 코드를 보자.

public interface Hello {
    void printHello();

    /**
     * @implSpec 파라미터로 이름을 받아서 해당 이름을 대문자로 변경한 후, ", Hello!"를 붙여 출력한다. 따라서 이름은 반드시 필수로 받아야 한다.
     * @param yourName 이름
     */
    default void printHi(String yourName) {
        System.out.println(yourName.toUpperCase() + ", Hello!");
    }
}

 

public interface Hi {
    default void printHi(String yourName) {
        System.out.println(yourName.toUpperCase() + ", Hi!");
    }
}

 

  • Hello, Hi를 둘 다 구현하는 HelloHiImpl 클래스는 오류가 발생한다. 왜냐하면, 완전히 동일한 시그니처를 가지는 기본 메서드가 둘 다 있기 때문에 어떤걸 사용해야 할지 컴파일러는 애매하기 때문이다. 그래서 이런 경우에는 반드시 해당 기본 메서드를 재정의 해야 한다. 아래와 같이.
public class HelloHiImpl implements Hello, Hi {
    @Override
    public void printHello() {

    }

    @Override
    public void printHi(String yourName) {
        System.out.println("HH");
    }
}

 

 

이제 스태틱 메서드를 알아볼건데 이건 뭐 없다. 그냥 인터페이스에 스태틱 메서드를 만들 수 있다가 끝이다.

public interface Hello {

    static String returnString(String a) {
        return a + "string";
    }
}
  • 이렇게 인터페이스에도 스태틱 메서드를 만들 수가 있다. 
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String gg = Hello.returnString("gg");
        System.out.println(gg);
    }
}
  • 사용하는 것도 스태틱 메서드 사용하는것 그대로 동일하다.

인터페이스의 기본 메서드가 가져온 새로운 혁신

인터페이스의 기본 메서드가 생기고 나서부터 엄청난 혁신이 생기게 됐다. 자바8 이전에는 인터페이스가 이렇게 있었다면,

public interface Something {
    void a();
    void b();
    void c();
}

이 인터페이스를 구현하는 구현체 하나를 두기도 했다.

public abstract class SomethingAbstract implements Something {
    @Override
    public void a() {
        
    }

    @Override
    public void b() {

    }

    @Override
    public void c() {

    }
}
  • 왜 이랬을까? 저 인터페이스를 구현하는 구현체에게 편리함을 제공하기 위해서다.
  • 자바8 이전에는 저 인터페이스를 구현하는 구현체는 좋든 싫든 a(), b(), c()를 모두 구현해야만 했다.
  • 그게 너무 싫으니, 이렇게 아무것도 없는 껍데기뿐인 Abstract 클래스를 하나 만들고 인터페이스를 구현하게 하고 이 클래스를 상속받는 클래스를 만들어서 본인이 원하는 메서드만 구현하게 했던 것이다.
public class SomethingA extends SomethingAbstract {
    @Override
    public void a() {
        System.out.println("SomethingA");
    }
}
  • 이렇게 말이다. 
  • 그런데 이제는 인터페이스에서 기본 메서드를 구현할 수 있으니 이런 불편함을 없애는것과 동시에 혁신적 혁명이 일어난다.
  • 왜 혁명일까? 인터페이스는 상속이 아니라 구현이기 때문에 아무리 많이 구현해도 상관이 없고 상속의 강제화에서 벗어날 수 있기 때문이다. 

 

이러한 이유로 인터페이스의 기본 메서드는 라이브러리나 프레임워크를 만들때 굉장히 자주 빈번하게 사용되는 것을 볼 수 있다. 스프링도 그렇다. 

 

 

자바 API 기본 메서드

자바8부터 굉장히 많은 것들이 추가가 됐다. 그 중 대표적인 게 Stream API인데, 이건 이제는 너무 중요하기도 하고 자주 사용되기 때문에 아예 포스팅 하나를 새로 만들어서 이것만 다뤄보기로 할것이고 여기서는 맛보기 정도를 해보자.

 

Iterable의 기본 메서드

  • forEach()
  • spliterator()

이 두개를 한번 맛보자. forEach()는 순회하는 기능인데, 이거 보면 재밌다.

  • forEach()가 인자로 무엇을 받고 있나? 바로 Consumer다. 위에서 배운 Consumer.
  • Consumer를 받는다는 것은 람다로 표현할 수 있다는 뜻이고, 인자를 받지만 반환은 하지 않는 그런 함수형 인터페이스이다.
  • 그래서 다음과 같이 사용할 수 있다.
friends.forEach(friend -> System.out.println(friend));
  • Consumer를 배우니까 이게 어떤것인지 너무나 명확하게 이해가 된다.
  • 순회하는 각 요소를 Consumer의 인자로 주고 그 안에서 무언가를 하지만 반환은 하지 않는 것이다.
  • 그리고, 저렇게 작성하면? 그렇다. 메서드 레퍼런스를 사용해서 더 간단하게 축약할 수 있다.
friends.forEach(System.out::println);

 

spliterator()는 자주 사용되는 것은 아니지만, 알아둬서 나쁠건 없다. 이 녀석 역시 순회를 하는데 이 녀석도 재밌다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Spliterator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        Spliterator<String> spliterator = friends.spliterator();
        while (spliterator.tryAdvance(System.out::println));
    }
}
  • 역시 마찬가지로 순회를 하는데 얘는 꼭 next()를 호출하는 것 같은 생김새다.
  • 이 친구는 next() 대신 tryAdvance()를 사용하는데 그 안에 어떤 작업을 할지도 작성할 수 있다.
  • 그리고 이름에 split이 있는거 보니, 쪼갤 수도 있는 것 같다. 맞다. 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Spliterator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> friends = new ArrayList<>();
        friends.add("John");
        friends.add("Jane");
        friends.add("Bob");
        friends.add("Mary");

        Spliterator<String> spliterator = friends.spliterator();
        Spliterator<String> stringSpliterator1 = spliterator.trySplit();

        while (stringSpliterator1.tryAdvance(System.out::println));
        System.out.println("=================================");
        while (spliterator.tryAdvance(System.out::println));
    }
}
  • 이렇게 반으로 쪼갤수도 있다. 그리고 각각을 순회시켜서 출력해보면 결과는 다음과 같다.

 

그 외 여러가지 API가 있는데, 이후에 작성할 포스팅에서 Stream API를 배워보면서 자세하게 배워보자!

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참고자료

 

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

김영한 | 백엔드 개발에 필요한 DB 데이터 접근 기술을 기초부터 이해하고, 완성할 수 있습니다. 스프링 DB 접근 기술의 원리와 구조를 이해하고, 더 깊이있는 백엔드 개발자로 성장할 수 있습니

www.inflearn.com

 

저번 포스팅에 이어서 진행하자. 저번 포스팅까지 트랜잭션에 대해 알아보았다. 트랜잭션을 사용하니 원자성을 유지할 수 있었으나 여러 문제점들이 있었는데 어떤 문제가 있었는지를 차근차근 알아보면서 그 문제점들을 스프링이 어떻게 완벽하게 해결해주는지 알아보자.

 

문제점들

애플리케이션 구조

여러가지 애플리케이션 구조가 있지만, 가장 단순하면서 많이 사용하는 방법은 역할에 따라 3가지 계층으로 나누는 것이다.

  • 프레젠테이션 계층
    • UI와 관련된 처리 담당
    • 웹 요청과 응답
    • 사용자 요청을 검증
    • 주 사용 기술: 서블릿과 HTTP 같은 웹 기술, 스프링 MVC
  • 서비스 계층
    • 비즈니스 로직을 담당
    • 주 사용 기술: 가급적 특정 기술에 의존하지 않고 순수 자바 코드로 작성
  • 데이터 접근 계층
    • 실제 데이터베이스에 접근하는 코드
    • 주 사용 기술: JDBC, JPA, Redis, ...

순수한 서비스 계층

여기서 가장 중요한 곳은 바로 핵심 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층이다. 시간이 흘러서 UI(웹)와 관련된 부분이 변하고, 데이터 저장 기술을 다른 기술로 변경해도, 비즈니스 로직은 최대한 변경없이 유지되어야 한다. 이렇게 하려면 서비스 계층을 특정 기술에 종속적이지 않게 개발해야 한다. 위처럼 계층을 나눈 이유도 서비스 계층을 최대한 순수하게 유지하기 위한 목적이 크다. 기술에 종속적인 부분은 프레젠테이션 계층, 데이터 접근 계층에서 가지고 간다. 

  • 프레젠테이션 계층은 클라이언트가 접근하는 UI와 관련된 기술인 웹, 서블릿, HTTP와 관련된 부분을 담당해준다. 그래서 서비스 계층을 이런 UI와 관련된 기술로부터 보호해준다. 예를 들어서, HTTP API를 사용하다가 GRPC와 같은 기술로 변경해도 프레젠테이션 계층의 코드만 변경하고, 서비스 계층은 변경하지 않아도 된다.
  • 데이터 접근 계층은 데이터를 저장하고 관리하는 기술을 담당해준다. 그래서 JDBC, JPA와 같은 구체적인 데이터 접근 기술로부터 서비스 계층을 보호해준다. 예를 들어서 JDBC를 사용하다가 JPA로 변경해도 서비스 계층은 변경하지 않아도 된다. 물론 서비스 계층에서 데이터 접근 계층을 직접 접근하는 것이 아니라, 인터페이스를 제공하고 서비스 계층은 이 인터페이스에 의존하는 것이 좋다. 그래야 서비스 코드의 변경없이 JdbcRepositoryJpaRepository로 변경할 수 있다.

서비스 계층이 특정 기술에 종속되지 않기 때문에 비즈니스 로직을 유지보수 하기도 쉽고, 테스트하기도 쉽다. 정리하자면 서비스 계층은 가급적 비즈니스 로직만 구현하고 특정 구현 기술에 직접 의존해서는 안된다. 이렇게하면 향후 구현 기술이 변경될 때 변경의 영향 범위를 최소화할 수 있다.

 

 

그럼 서비스 계층을 순수하게 유지하는게 좋다는 것은 알았다. 지금까지 개발한 MemberService 코드들을 살펴보자.

MemberServiceV1

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import lombok.RequiredArgsConstructor;

import java.sql.SQLException;

@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) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • V1은 특정 기술에 거의 종속적이지 않고 순수한 비즈니스 로직만 존재한다.
  • 특정 기술과 관련된 코드가 거의 없어서 코드가 깔끔하고, 유지보수 하기 쉽다. 보면, MemberRepository에만 의존하고 있는데 이것 역시 특정 기술에 의존하는게 아니라 인터페이스에 의존하고 이 인터페이스를 구현한 구현체를 얼마든 갈아끼워도 상관이 없게 설계하면 된다.
  • 향후 비즈니스 로직의 변경이 필요하면 이 부분을 변경하면 된다.
  • 물론, 남은 문제가 있다 여기서도. 바로 SQLException을 의존하고 있다는 것. 이건 MemberRepository에서 올라오는 예외인데 원래라면 이 예외는 저 Repository에서 처리하는 게 맞다. 이것도 이후에 알아보자. 지금은 이 코드는 그저 예시를 위한 코드일뿐이다.

 

다음은 트랜잭션을 적용한 V2 코드를 살펴보자.

MemberServiceV2

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV2;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV2 {

    private final DataSource dataSource;
    private final MemberRepositoryV2 memberRepository;

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        Connection connection = dataSource.getConnection();

        try {
            connection.setAutoCommit(false);

            bizLogic(connection, fromId, toId, money);

            connection.commit();
        } catch (Exception e) {
            connection.rollback();
            throw new IllegalStateException(e);
        } finally {
            releaseConnection(connection);
        }
    }

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

        memberRepository.update(connection, fromId, fromMember.getMoney() - money);

        validation(toMember);

        memberRepository.update(connection, toId, toMember.getMoney() + money);
    }

    private void releaseConnection(Connection connection) {
        if (connection != null) {
            try {
                connection.setAutoCommit(true);
                connection.close(); // 커넥션 풀을 사용할땐 close()가 반납
            } catch (Exception e) {
                log.error("error, ", e);
            }
        }
    }

    private void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • 트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작하는 것이 좋다.
  • 그런데 문제는 트랜잭션을 사용하기 위해서 javax.sql.DataSource, java.sql.Connection, java.sql.SQLException 같은 JDBC 기술에 의존해야 한다는 점이다.
  • 트랜잭션을 사용하기 위해 JDBC 기술에 의존하고 있는 서비스 계층이다. 결과적으로 비즈니스 로직보다 JDBC를 사용해서 트랜잭션을 처리하는 코드가 더 많다.
  • 향후 JDBC에서 JPA로 기술을 변경하면 서비스 코드도 모두 함께 변경해야 한다.
  • 핵심 비즈니스 로직과 JDBC 기술이 섞여 있어서 유지보수가 어렵다.

문제를 정리해보면

  • 트랜잭션 문제
  • 예외 누수 문제
  • JDBC 반복 문제

이렇게 크게 세가지가 있다. 

 

트랜잭션 문제

가장 큰 문제는 트랜잭션을 적용하면서 생긴 다음과 같은 문제들이다.

  • JDBC 구현 기술이 서비스 계층에 누수되는 문제
    • 트랜잭션을 적용하기 위해 JDBC 구현 기술이 서비스 계층에 누수되었다.
    • 서비스 계층은 순수해야 한다. 구현 기술을 변경해도 서비스 계층 코드는 최대한 유지할 수 있어야 한다.
    • 서비스 계층은 특정 기술에 종속되지 않아야 한다. 지금까지 그렇게 열심히 노력해서 데이터 접근 계층으로 JDBC 관련 코드를 모았다(Repository 클래스에서 UPDATE, INSERT, DELETE, SELECT를 하는 등). 그런데 트랜잭션을 적용하면서 결국 서비스 계층에 JDBC 구현 기술의 누수가 발생했다.
  • 트랜잭션 동기화 문제
    • 같은 트랜잭션을 유지하기 위해 커넥션을 파라미터로 넘겨야 한다.
    • 이때 파생되는 문제도 있다. 똑같은 기능도 트랜잭션용 기능과 트랜잭션을 유지하지 않아도 되는 기능으로 분리해야 한다.
  • 트랜잭션 적용 반복 문제
    • 트랜잭션 적용 코드를 보면 반복이 많다. `try - catch - finally`...

 

예외 누수

  • 데이터 접근 계층의 JDBC 구현 기술 예외가 서비스 계층으로 전파되고 있다.
  • SQLException은 체크 예외이기 때문에 데이터 접근 계층을 호출한 서비스 계층에서 해당 예외를 잡아서 처리하거나 명시적으로 throws를 통해서 다시 던져야 한다.
  • SQLException은 JDBC 전용 기술이다. 향후 JPA나 다른 데이터 접근 기술을 사용하면, 그에 맞는 다른 예외로 변경해야 하고, 결국 서비스 코드도 모두 수정해야 한다.

 

JDBC 반복 문제

  • 지금까지 작성한 MemberRepository 코드는 순수한 JDBC 코드를 사용했다.
  • 근데 이 코드들은 유사한 코드의 반복이 너무 많다.
    • `try - catch - finally`
    • 커넥션을 열고, PreparedStatement를 사용하고, 결과를 매핑하고, 실행하고, 리소스를 정리하고.

 

 

이런 여러 문제가 있는데, 스프링은 지금 말한 모든 문제를 모두 아름답게 해결해준다. 이제 이 문제를 스프링을 사용해서 하나씩 해결해보자!

 

트랜잭션 추상화

현재 서비스 계층은 트랜잭션을 사용하기 위해서 JDBC 기술에 의존하고 있다. 향후 JDBC에서 JPA와 같은 다른 데이터 접근 기술로 변경하면, 서비스 계층의 트랜잭션 관련 코드도 모두 함께 수정해야 한다.

 

무슨 말이냐면, 구현 기술에 따라 트랜잭션 사용방법이 다 다르다.

  • JDBC: `con.setAutoCommit(false)`
  • JPA: `transaction.begin()`

JDBC 트랜잭션 의존

 

JDBC 기술 → JPA 기술로 변경

 

이렇게 JDBC 기술을 사용하다가 JPA로 기술을 변경하게 되면, 서비스 계층의 코드도 JPA 기술을 사용하도록 함께 수정해야 한다.

이런 문제를 해결하려면 트랜잭션 기능을 추상화하면 된다. 아주 단순하게 생각하면 다음과 같은 인터페이스를 만들어서 사용하면 된다.

public interface TxManager {
    begin();
    commit();
    rollback();
}
  • 트랜잭션은 사실 단순하다. 트랜잭션을 시작하고, 비즈니스 로직이 수행되고, 끝나면 커밋또는 롤백을 하면 된다.
  • 그리고 이 트랜잭션 매니저 인터페이스를 기반으로 아래와 같이 각각의 기술에 맞는 구현체를 만들면 된다.
    • JdbcTxManager: JDBC 트랜잭션 기능을 제공하는 구현체
    • JpaTxManager: JPA 트랜잭션 기능을 제공하는 구현체

  • 서비스는 특정 트랜잭션 기술에 직접 의존하는 것이 아니라, TxManager라는 추상화된 인터페이스에 의존한다.
  • 이제 원하는 구현체를 DI를 통해서 주입하면 된다. 예를 들어서 JDBC 트랜잭션 기능이 필요하면 JdbcTxManager를 서비스에 주입하고, JPA 트랜잭션 기능으로 변경해야 하면 JpaTxManager를 주입하면 된다. 
  • 클라이언트 서비스는 인터페이스에 의존하고 DI를 사용한 덕분에 OCP 원칙을 지키게 되었다. 이제 트랜잭션을 사용하는 서비스 코드를 전혀 변경하지 않고, 트랜잭션 기술을 마음껏 변경할 수 있다.

 

스프링의 트랜잭션 추상화

스프링은 이미 이런 고민을 다 해두었다. 우리는 스프링이 제공하는 트랜잭션 추상화 기술을 사용하면 된다. 심지어 데이터 접근 기술에 따른 트랜잭션 구현체도 대부분 만들어두어서 가져다가 사용만 하면 된다.

  • 스프링의 트랜잭션 추상화의 핵심은 PlatformTransactionManager 인터페이스이다.
  • org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager
package org.springframework.transaction;

import org.springframework.lang.Nullable;

public interface PlatformTransactionManager extends TransactionManager {

	TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition) throws TransactionException;

	void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;

	void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;

}
  • getTransaction(): 트랜잭션을 시작한다. 이름이 getTransaction인 이유는 기존에 이미 진행중인 트랜잭션이 있는 경우 해당 트랜잭션에 참여할 수 있기 때문이다. 참고로 트랜잭션 참여, 전파에 대한 부분은 뒤에서 설명한다. 지금은 단순히 트랜잭션을 시작하는 것으로 이해하면 된다.
  • commit(): 트랜잭션을 커밋한다.
  • rollback(): 트랜잭션을 롤백한다.

앞으로, PlatformTransactionManager 인터페이스와 구현체를 포함해서 트랜잭션 매니저로 줄여서 이야기 하겠다.

 

트랜잭션 동기화

스프링이 제공하는 트랜잭션 매니저는 크게 2가지 역할을 한다.

  • 트랜잭션 추상화
  • 리소스 동기화

트랜잭션 추상화

바로 위에서 이야기 했다. PlatformTransactionManager를 사용해서 트랜잭션 기술을 추상화한다는 이야기.

 

리소스 동기화

트랜잭션을 유지하려면, 트랜잭션의 시작부터 끝까지 같은 데이터베이스 커넥션을 유지해야 한다. 결국 같은 커넥션을 동기화하기 위해서 이전에는 파라미터로 커넥션을 전달하는 방법을 사용했는데 이 방법은 코드가 지저분해지는 것은 물론이고, 커넥션을 넘기는 메서드와 넘기지 않는 메서드를 중복해서 만들어야 하는 등 여러가지 단점들이 있다.

 

커넥션과 세션

  • 이 그림을 보면 알 수 있듯, 하나의 커넥션이 하나의 세션을 가지고 있고 이 세션안에서 작업을 해야 하나의 작업으로 간주된다. 즉, 트랜잭션의 시작부터 끝까지 같은 데이터베이스 커넥션을 유지해야 하나의 작업에서 롤백과 커밋이 제대로 작동한다는 의미이다. 

트랜잭션 매니저와 트랜잭션 동기화 매니저

  • 그럼 트랜잭션을 동기화해야 하는데 스프링은 트랜잭션 동기화 매니저를 제공한다. 이것은 쓰레드 로컬(ThreadLocal)을 사용해서 커넥션을 동기화해준다. 트랜잭션 매니저는 내부에서 이 트랜잭션 동기화 매니저를 사용한다.
  • 트랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬을 사용하기 때문에 멀티쓰레드 환경에서 안전하게 커넥션을 동기화할 수 있다. 따라서, 커넥션이 필요하면 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 커넥션을 획득하면 된다. 따라서 이전처럼 파라미터로 커넥션을 넘기지 않아도 된다.

동작 방식

  1. 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 매니저는 데이터소스를 통해 커넥션을 만들고 트랜잭션을 시작한다.
  2. 트랜잭션 매니저는 트랜잭션이 시작된 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 보관한다.
  3. 리포지토리는 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 꺼내서 사용한다. 따라서 파라미터로 커넥션을 전달하지 않아도 된다. 
  4. 트랜잭션이 종료되면 트랜잭션 매니저는 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 통해 트랜잭션을 종료하고 커넥션도 닫는다.
쓰레드 로컬을 사용하면 각각의 쓰레드마다 별도의 저장소가 부여된다. 따라서 해당 쓰레드만 해당 데이터에 접근할 수 있다.

 

 

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 매니저1

이제 본격적으로 애플리케이션 코드에 트랜잭션 매니저를 적용해보자.

MemberRepositoryV3

package cwchoiit.jdbc.repository;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceUtils;
import org.springframework.jdbc.support.JdbcUtils;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.*;
import java.util.NoSuchElementException;

/**
 * 트랜잭션 - 트랜잭션 매니저
 * DataSourceUtils.getConnection()
 * DataSourceUtils.releaseConnection()
 */
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberRepositoryV3 {

    private final DataSource dataSource;

    public Member save(Member member) throws SQLException {
        String sql = "INSERT INTO member (member_id, money) VALUES (?, ?)";

        Connection connection = null;
        PreparedStatement stmt = null;

        try {
            connection = getConnection();
            stmt = connection.prepareStatement(sql);

            stmt.setString(1, member.getMemberId());
            stmt.setInt(2, member.getMoney());
            stmt.executeUpdate();
            return member;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(connection, stmt, null);
        }
    }

    public Member findById(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "SELECT * FROM member WHERE member_id = ?";

        Connection connection = null;
        PreparedStatement stmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            connection = getConnection();
            stmt = connection.prepareStatement(sql);
            stmt.setString(1, memberId);

            rs = stmt.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 with id = " + memberId);
            }
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(connection, stmt, rs);
        }
    }

    public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
        String sql = "UPDATE member SET money = ? WHERE member_id = ?";

        Connection connection = null;
        PreparedStatement stmt = null;

        try {
            connection = getConnection();
            stmt = connection.prepareStatement(sql);

            stmt.setInt(1, money);
            stmt.setString(2, memberId);
            int resultSize = stmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize = {}", resultSize);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(connection, stmt, null);
        }
    }

    public void delete(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "DELETE FROM member WHERE member_id = ?";

        Connection connection = null;
        PreparedStatement stmt = null;
        try {

            connection = getConnection();
            stmt = connection.prepareStatement(sql);

            stmt.setString(1, memberId);
            stmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(connection, stmt, null);
        }
    }

    private void close(Connection connection, Statement stmt, ResultSet rs) {
        JdbcUtils.closeResultSet(rs);
        JdbcUtils.closeStatement(stmt);
        // 주의! 트랜잭션 동기화를 제대로 사용하려면 DataSourceUtils 를 사용해야 한다.
        DataSourceUtils.releaseConnection(connection, dataSource);
    }

    private Connection getConnection() throws SQLException {
        // 주의! 트랜잭션 동기화를 제대로 수행하려면, DataSourceUtils 를 사용해야 한다.
        Connection connection = DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
        log.info("get connection = {}, class = {}", connection, connection.getClass());
        return connection;
    }
}
  • 우선 동일한 커넥션을 사용하기 위해 파라미터로 전달해야 했던 메서드는 모두 제거했다.
  • getConnection() → 이제 커넥션을 획득할때 DataSourceUtils를 사용해서 커넥션을 가져온다. 이 녀석은 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 있으면 해당 커넥션을 반환하고, 없으면 새로운 커넥션을 생성해서 반환한다. 우리는 트랜잭션 매니저를 사용해야 하니까 당연히 이렇게 가져와야 한다.
  • close() → close()라는 메서드에서 자원을 정리하는데 커넥션의 경우, DataSourceUtils를 사용해서 releaseConnection()을 호출하고 있다. 이 부분을 주의해야 하는데, 만약 `connection.close()`로 커넥션을 직접 닫아버리면 커넥션이 유지가 되지 않는 문제가 발생한다. 커넥션은 이후 로직은 물론이고 트랜잭션이 종료될때까지 살아있어야 한다. 그러니까 커넥션을 레포지토리에서 닫으면 안된다는 얘기다. 그럼 releaseConnection()은 무엇을 할까?
    • 트랜잭션을 사용하기 위해 동기화된 커넥션은 커넥션을 닫지 않고 그대로 유지해준다. 
    • 트랜잭션 동기화 매니저가 관리하는 커넥션이 없는 경우 해당 커넥션을 닫는다.
  • 트랜잭션을 종료(롤백, 커밋)하는 시점은 트랜잭션을 시작하는 부분인 서비스 레이어에서 일어나야 한다! 

 

MemberServiceV3_1

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV3;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.DefaultTransactionDefinition;

import java.sql.SQLException;

@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV3_1 {

    private final PlatformTransactionManager transactionManager;
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {

        TransactionStatus transaction = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());

        try {
            bizLogic(fromId, toId, money);
            transactionManager.commit(transaction);
        } catch (Exception e) {
            transactionManager.rollback(transaction);
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }

    private void bizLogic(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) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • PlatformTransactionManager를 주입받는 서비스 클래스가 생겼다. 이제 트랜잭션을 사용하는 기술이 JDBC이든, JPA이든 상관없이 구현체를 갈아끼워 주입만 시켜주면 이 서비스 코드는 수정할 필요가 전혀없이 기술을 변경할 수 있다.
  • transactionManager.getTransaction()으로 트랜잭션을 시작했다. 반환값은 TransactionStatus 타입을 반환하는데 현재 트랜잭션의 상태 정보가 포함되어 있다. 이 반환값은 이후 롤백 또는 커밋을 할 때 필요하다.
  • new DefaultTransactionDefinition() 이 녀석은 트랜잭션과 관련된 옵션을 지정할 수 있는데 자세한 내용은 뒤에서 설명한다.
  • transactionManager.commit(transaction) → 트랜잭션 내 모든 로직이 정상적으로 수행되면 커밋을 호출한다.
  • transactionManager.rollback(transaction) → 트랜잭션 내 로직 중 하나라도 실패하면 롤백을 호출한다.

 

MemberServiceV3_1Test

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV2;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV3;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;

import java.sql.SQLException;

import static cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;

class MemberServiceV3_1Test {

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

    private MemberRepositoryV3 memberRepository;
    private MemberServiceV3_1 memberService;

    @BeforeEach
    void beforeEach() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV3(dataSource);

        PlatformTransactionManager transactionManager = new DataSourceTransactionManager(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV3_1(transactionManager, memberRepository);
    }

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

    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    void accountTransfer() throws SQLException {
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);

        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

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

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

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

    @Test
    @DisplayName("이체 중 예외")
    void accountTransfer_ex() throws SQLException {
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);

        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberEx);

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

        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());

        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(10000);
        assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}
  • 이제 테스트 코드를 통해 제대로 수행되는지 확인하자. 가장 중요한 부분은 초기화 코드이다.
@BeforeEach
void beforeEach() {
    DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
    memberRepository = new MemberRepositoryV3(dataSource);

    PlatformTransactionManager transactionManager = new DataSourceTransactionManager(dataSource);
    memberService = new MemberServiceV3_1(transactionManager, memberRepository);
}
  • 우리는 지금 JDBC 기술을 사용중이므로, JDBC용 트랜잭션 매니저인 DataSourceTransactionManager를 구현체로 사용해야 한다. 그리고 이 구현체를 MemberServiceV3_1에 주입한다. 
  • 트랜잭션 매니저는 내부에서 데이터소스를 통해 커넥션을 획득하므로 DataSource가 필요하다.
  • 테스트를 실행하면 정상적으로 수행되는 것을 확인할 수 있다.

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 매니저2

그림으로 트랜잭션 매니저의 전체 동작 흐름을 자세히 이해해보자.

트랜잭션 매니저 - 트랜잭션 시작

  • 클라이언트의 요청으로 서비스 로직을 실행한다.
  • 서비스 계층에서 transactionManager.getTransaction()을 호출해서 트랜잭션을 시작한다.
  • 트랜잭션을 시작하려면 먼저 데이터베이스 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 매니저는 내부에서 데이터소스를 사용해서 커넥션을 생성한다.
  • 커넥션을 수동 커밋 모드로 변경해서 실제 데이터베이스 트랜잭션을 시작한다.
  • 커넥션을 트랜잭션 동기화 매니저에 보관한다.
  • 트랜잭션 동기화 매니저는 쓰레드 로컬에 커넥션을 보관한다. 따라서, 멀티쓰레드 환경에 안전하게 커넥션을 보관할 수 있다.

트랜잭션 매니저 - 로직 실행

  • 서비스는 비즈니스 로직을 실행하면서 레포지토리의 메서드들을 호출한다. 이때, 이제는 커넥션을 파라미터로 전달하지 않는다.
  • 레포지토리 메서드들은 트랜잭션이 시작된 커넥션이 필요하다. 레포지토리는 DataSourceUtils.getConnection()을 사용해서 트랜잭션 동기화 매니저에 보관된 커넥션을 꺼내서 사용한다. 이 과정을 통해서 자연스럽게 같은 커넥션을 사용하고, 트랜잭션도 유지된다.
  • 획득한 커넥션을 사용해서 SQL을 데이터베이스에 전달해서 실행한다.

트랜잭션 매니저 - 트랜잭션 종료

  • 비즈니스 로직이 끝나고 트랜잭션을 종료한다. 트랜잭션은 커밋하거나 롤백하면 종료된다.
  • 트랜잭션을 종료하려면 동기화된 커넥션이 필요하다. 트랜잭션 동기화 매니저를 통해 동기화된 커넥션을 획득한다.
  • 획득한 커넥션을 통해 데이터베이스에 트랜잭션을 커밋하거나 롤백한다.
  • 전체 리소스를 정리한다.
    • 트랜잭션 동기화 매니저를 정리한다. 쓰레드 로컬은 사용 후 꼭 정리해야 한다.
    • conn.setAutoCommit(true)로 되돌린다. 커넥션 풀을 고려해야 한다.
    • conn.close()를 호출해서 커넥션을 종료한다. 커넥션 풀을 사용하는 경우, conn.close()를 호출하면 커넥션 풀에 반환된다.

 

정리를 하자면

  • 트랜잭션 추상화 덕분에 서비스 코드는 이제 JDBC 기술에 의존하지 않고, PlatformTransactionManager에 의존한다. 따라서, 향후 JDBC에서 JPA로 기술을 변경해도 DataSourceTransactionManager에서 JpaTransactionManager로 구현체만 갈아끼워주면 서비스 코드에는 아무런 변경도 할 필요가 없다.
  • 트랜잭션 동기화 매니저 덕분에 커넥션을 파라미터로 넘기지 않아도 된다.

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 템플릿

아직 남은 문제가 있다. 위 코드를 살펴보면 다음과 같은 패턴이 반복된다.

public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {

    TransactionStatus transaction = transactionManager.getTransaction(new DefaultTransactionDefinition());

    try {
        bizLogic(fromId, toId, money);
        transactionManager.commit(transaction);
    } catch (Exception e) {
        transactionManager.rollback(transaction);
        throw new IllegalStateException(e);
    }
}
  • 트랜잭션을 시작한다. 
  • 성공하면 커밋한다.
  • 실패하면 롤백한다.
  • try - catch 구문
  • 모든 서비스에서 이 형태의 코드가 반복될 것이다. 

이럴때 템플릿 콜백 패턴을 활용하면 이런 문제를 해결할 수가 있다.

 

트랜잭션 템플릿

템플릿 콜백 패턴을 적용하려면 템플릿을 제공하는 클래스를 작성해야 한다. 그런데 스프링은 또 우리를 위해 TransactionTemplate이라는 템플릿 클래스를 제공한다.

public class TransactionTemplate {
  private PlatformTransactionManager transactionManager;
  public <T> T execute(TransactionCallback<T> action){..}
  void executeWithoutResult(Consumer<TransactionStatus> action){..}
}
  • execute() → 응답값이 있을 때 사용한다.
  • executeWithoutResult() → 응답값이 없을 때 사용한다.

MemberServiceV3_2

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV3;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.DefaultTransactionDefinition;
import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;

import java.sql.SQLException;

@Slf4j
public class MemberServiceV3_2 {

    private final TransactionTemplate transactionTemplate;
    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    public MemberServiceV3_2(PlatformTransactionManager transactionManager, MemberRepositoryV3 memberRepository) {
        this.transactionTemplate = new TransactionTemplate(transactionManager);
        this.memberRepository = memberRepository;
    }

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        transactionTemplate.executeWithoutResult(status -> {
            try {
                bizLogic(fromId, toId, money);
            } catch (SQLException e) {
                throw new IllegalStateException(e);
            }
        });
    }

    private void bizLogic(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) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • TransactionTemplate을 사용하려면 TransactionManager가 필요하다. 생성자에서 TransactionManager를 주입 받으면서 TransactionTemplate을 생성했다.
  • 트랜잭션 템플릿 사용한 코드를 보자.
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
    transactionTemplate.executeWithoutResult(status -> {
        try {
            bizLogic(fromId, toId, money);
        } catch (SQLException e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    });
}
  • 굉장히 깔끔하게 딱 비즈니스 로직만 작성해도 되게끔 변경됐다.
  • 트랜잭션을 시작하거나, 커밋, 롤백하는 부분도 다 없어졌다.
  • 트랜잭션 템플릿의 기본 동작은 비즈니스 로직이 정상 수행되면 커밋하고, 언체크 예외가 발생하면 롤백한다. 그 외의 경우(체크 예외가 발생하는 경우나 정상적으로 끝나는 경우)에는 커밋한다. 기본 흐름이 그렇다. 이 또한 변경할수도 있다.
  • 그런데 살짝 아쉬운 부분은 bizLogic 자체가 SQLException을 던지기 때문에 그것을 잡아줘야 하는 try - catch 구문이 들어간다. 만약 로직을 언체크 예외로 작성했다면 이 부분도 없어질 것이다. 이건 뒤에서 차차 알아보자.

 

정리를 하자면

  • 트랜잭션 템플릿을 사용하니 반복하는 코드를 최대한 제거할 수 있었다.
  • 하지만, 여전히 서비스 로직에 비즈니스 로직뿐만 아니라 트랜잭션을 처리하는 기술인 트랜잭션 템플릿 코드가 함께 포함되어 있다.
  • 즉, 두 관심사가 동시에 로직에 쓰여지고 있다는 말인데 이걸 어떻게 깔끔하게 서비스 코드에는 비즈니스 로직만 남겨두게 할 수 있을까?

 

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 AOP 이해

  • 지금까지 트랜잭션을 편리하게 처리하기 위해 트랜잭션 추상화도 도입하고, 추가로 반복적인 트랜잭션 로직을 해결하기 위해 트랜잭션 템플릿도 도입했다.
  • 트랜잭션 템플릿 덕분에 트랜잭션을 처리하는 반복적인 코드는 해결할 수 있었다. 하지만, 서비스 계층에 순수한 비즈니스 로직만 남긴다는 목표는 아직 달성하지 못했다.
  • 이럴때, 스프링 AOP를 통해 프록시를 도입하면 문제를 깔끔하게 해결할 수 있다.

 

프록시를 통한 문제 해결

프록시 도입 전

프록시를 도입하기 전에는 이렇듯 서비스의 로직에서 트랜잭션을 직접 시작한다.

 

프록시 도입 후

프록시를 사용하면 트랜잭션을 처리하는 객체와 비즈니스 로직을 처리하는 서비스 객체를 명확하게 분리할 수 있다.

이 내용의 깊은 부분은 스프링 AOP에 대해 완전히 이해해야 한다. 그 부분에 대한 내용 역시 포스팅으로 정리해 두었다. 

 

트랜잭션 문제 해결 - 트랜잭션 AOP 적용

MemberServiceV3_3

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV3;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;

import java.sql.SQLException;

@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV3_3 {

    private final MemberRepositoryV3 memberRepository;

    @Transactional
    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        bizLogic(fromId, toId, money);
    }

    private void bizLogic(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) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • 순수한 비즈니스 로직만 남기고, 트랜잭션 관련 코드는 모두 제거됐다.
  • 스프링이 제공하는 트랜잭션 AOP를 적용하기 위해 @Transactional 애노테이션을 추가했다.
  • @Transactional 애노테이션은 메서드에 붙여도 되고, 클래스에 붙여도 된다. 클래스에 붙이면 외부에서 호출 가능한 public 메서드가 AOP 적용 대상이 된다.

 

MemberServiceV3_3Test

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV3;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.boot.test.context.TestConfiguration;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.SQLException;

import static cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;

@Slf4j
@SpringBootTest
class MemberServiceV3_3Test {

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

    @Autowired
    private MemberRepositoryV3 memberRepository;

    @Autowired
    private MemberServiceV3_3 memberService;

    @TestConfiguration
    static class TestContextConfiguration {
        @Bean
        DataSource dataSource() {
            return new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        }

        @Bean
        PlatformTransactionManager transactionManager() {
            return new DataSourceTransactionManager(dataSource());
        }

        @Bean
        MemberRepositoryV3 memberRepository() {
            return new MemberRepositoryV3(dataSource());
        }

        @Bean
        MemberServiceV3_3 memberService() {
            return new MemberServiceV3_3(memberRepository());
        }
    }

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

    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    void accountTransfer() throws SQLException {
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);

        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

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

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

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

    @Test
    @DisplayName("이체 중 예외")
    void accountTransfer_ex() throws SQLException {
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);

        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberEx);

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

        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());

        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(10000);
        assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}
  • 스프링 AOP를 적용한 테스트를 하기 위해서는 @SpringBootTest 애노테이션을 붙여줘야 테스트를 실행할 때 스프링이 띄워진다. 그리고 @Autowired 애노테이션으로 필요한 빈들을 주입받을 수 있다.
  • @TestConfiguration 애노테이션은 테스트 안에서 내부 설정 클래스를 만들어서 사용하면서 이 애노테이션을 붙이면, 스프링 부트가 자동으로 만들어주는 빈들에 추가적으로 필요한 스프링 빈들을 등록하고 테스트를 수행할 수 있다.
  • 테스트를 실행해보면, 정상적으로 수행되는 것을 확인할 수 있다.

 

 

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포인트 예약 적립 배치 Job

이번에는, 포인트 예약 적립에 대한 배치를 작성해보자!

우선, Job을 하나 만들자.

ExecutePointReservationJobConfiguration

package cwchoiit.pointbatch.reservation.job;

import cwchoiit.pointbatch.point.job.validator.TodayJobParameterValidator;
import org.springframework.batch.core.Job;
import org.springframework.batch.core.Step;
import org.springframework.batch.core.job.builder.JobBuilder;
import org.springframework.batch.core.repository.JobRepository;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class ExecutePointReservationJobConfiguration {

    @Bean
    public Job executePointReservationJob(JobRepository jobRepository,
                                          TodayJobParameterValidator validator,
                                          Step executePointReservationStep) {
        return new JobBuilder("executePointReservationJob", jobRepository)
                .validator(validator)
                .start(executePointReservationStep)
                .build();
    }
}
  • 역시나 `today`라는 파라미터를 전달받는 Job이기 때문에 동일한 TodayJobParameterValidator를 사용한다.

이제 저기서 선언한 executePointReservationStep을 만들어보자.

 

ExecutePointReservationStepConfiguration

package cwchoiit.pointbatch.reservation.job;

import com.mysema.commons.lang.Pair;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.Point;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.PointWallet;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointRepository;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointWalletRepository;
import cwchoiit.pointbatch.reservation.entity.PointReservation;
import cwchoiit.pointbatch.reservation.repository.PointReservationRepository;
import jakarta.persistence.EntityManagerFactory;
import org.springframework.batch.core.Step;
import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.JobScope;
import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.StepScope;
import org.springframework.batch.core.repository.JobRepository;
import org.springframework.batch.core.step.builder.StepBuilder;
import org.springframework.batch.item.ItemProcessor;
import org.springframework.batch.item.ItemWriter;
import org.springframework.batch.item.database.JpaPagingItemReader;
import org.springframework.batch.item.database.builder.JpaPagingItemReaderBuilder;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;

import java.time.LocalDate;
import java.util.Map;

@Configuration
public class ExecutePointReservationStepConfiguration {

    @Bean
    @StepScope
    public JpaPagingItemReader<PointReservation> executePointReservationReader(EntityManagerFactory entityManagerFactory,
                                                                               @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(jobParameters[today])}")LocalDate today) {
        return new JpaPagingItemReaderBuilder<PointReservation>()
                .name("executePointReservationReader")
                .entityManagerFactory(entityManagerFactory)
                .queryString("SELECT pr FROM PointReservation pr WHERE pr.earnedDate = :today AND pr.executed = false")
                .parameterValues(Map.of("today", today))
                .pageSize(1000)
                .build();
    }

    @Bean
    @StepScope
    public ItemProcessor<PointReservation, Pair<PointReservation, Point>> executePointReservationItemProcessor() {
        return reservation -> {
            reservation.setExecuted(true);
            Point earnedPoint = new Point(
                    reservation.getPointWallet(),
                    reservation.getAmount(),
                    reservation.getEarnedDate(),
                    reservation.getExpireDate());
            PointWallet wallet = reservation.getPointWallet();
            wallet.setAmount(wallet.getAmount().add(earnedPoint.getAmount()));
            return Pair.of(reservation, earnedPoint);
        };
    }

    @Bean
    @StepScope
    public ItemWriter<Pair<PointReservation, Point>> executePointReservationItemWriter(PointReservationRepository pointReservationRepository,
                                                                                       PointRepository pointRepository,
                                                                                       PointWalletRepository pointWalletRepository) {
        return reservationAndPointPair -> {
            for (Pair<PointReservation, Point> pair : reservationAndPointPair) {
                PointReservation reservation = pair.getFirst();
                pointReservationRepository.save(reservation);

                Point point = pair.getSecond();
                pointRepository.save(point);

                pointWalletRepository.save(reservation.getPointWallet());
            }
        };
    }

    @Bean
    @JobScope
    public Step executePointReservationStep(JobRepository jobRepository,
                                            PlatformTransactionManager transactionManager,
                                            JpaPagingItemReader<PointReservation> executePointReservationReader,
                                            ItemProcessor<PointReservation, Pair<PointReservation, Point>> executePointReservationItemProcessor,
                                            ItemWriter<Pair<PointReservation, Point>> executePointReservationItemWriter) {
        return new StepBuilder("executePointReservationStep", jobRepository)
                .<PointReservation, Pair<PointReservation, Point>>chunk(1000, transactionManager)
                .reader(executePointReservationReader)
                .processor(executePointReservationItemProcessor)
                .writer(executePointReservationItemWriter)
                .build();
    }
}
  • Step부터 살펴보고, Reader, Processor, Writer를 하나씩 살펴보자.
@Bean
@JobScope
public Step executePointReservationStep(JobRepository jobRepository,
                                        PlatformTransactionManager transactionManager,
                                        JpaPagingItemReader<PointReservation> executePointReservationReader,
                                        ItemProcessor<PointReservation, Pair<PointReservation, Point>> executePointReservationItemProcessor,
                                        ItemWriter<Pair<PointReservation, Point>> executePointReservationItemWriter) {
    return new StepBuilder("executePointReservationStep", jobRepository)
            .<PointReservation, Pair<PointReservation, Point>>chunk(1000, transactionManager)
            .reader(executePointReservationReader)
            .processor(executePointReservationItemProcessor)
            .writer(executePointReservationItemWriter)
            .build();
}
  • Step이니까 @JobScope를 사용했다.
  • 이전에 했던 포인트 만료 배치와 비슷하게 StepBuilder를 통해 Step을 만들면 된다.
  • 역시 1000개씩 짤라서 작업을 수행하기 위해 chunk를 사용한다.
@Bean
@StepScope
public JpaPagingItemReader<PointReservation> executePointReservationReader(EntityManagerFactory entityManagerFactory,
                                                                           @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(jobParameters[today])}")LocalDate today) {
    return new JpaPagingItemReaderBuilder<PointReservation>()
            .name("executePointReservationReader")
            .entityManagerFactory(entityManagerFactory)
            .queryString("SELECT pr FROM PointReservation pr WHERE pr.earnedDate = :today AND pr.executed = false")
            .parameterValues(Map.of("today", today))
            .pageSize(1000)
            .build();
}
  • 먼저, 데이터를 가져오는 Reader 부분이다.
  • JPQL을 자세히 보면 된다. 매우 간단하다. PointReservation 테이블에서, earnedDate`today`라는 파라미터로 들어오는 값이고, 아직 예약 적립이 실행되지 않은(`executed = false`) 포인트 예약 레코드를 가져온다.
@Bean
@StepScope
public ItemProcessor<PointReservation, Pair<PointReservation, Point>> executePointReservationItemProcessor() {
    return reservation -> {
        reservation.setExecuted(true);
        Point earnedPoint = new Point(
                reservation.getPointWallet(),
                reservation.getAmount(),
                reservation.getEarnedDate(),
                reservation.getExpireDate());
        PointWallet wallet = reservation.getPointWallet();
        wallet.setAmount(wallet.getAmount().add(earnedPoint.getAmount()));
        return Pair.of(reservation, earnedPoint);
    };
}
  • 이번엔 Processor 인데 이 부분이 좀 재밌다.
  • 우선, PointReservation 엔티티를 하나씩 차례로 가져오면, 이 포인트 예약 적립을 실행해야 하니까 실행 정보를 `true`로 변경한다.
  • 그리고, 신규 포인트 엔티티를 하나 만들고 이 포인트 예약 적립에 대한 데이터를 추가한다.
  • 이 포인트 예약 적립 엔티티는 어떤 포인트 지갑에 들어갈지에 대한 정보가 있다. 해당 정보를 통해 PointWallet 엔티티를 가져온다.
  • PointWallet의 포인트 금액을 현재 금액 + 포인트 예약 적립 금액을 합쳐서 저장한다.
  • 그 다음, 변경 사항은 총 3개다. [PointReservation, PointWallet, Point]
  • 그 말은 이 세 개의 엔티티 모두 다 Writer에서 저장을 해야 한다. 그러려면 하나의 엔티티만 넘길 수는 없기에 여러 방법이 있지만 나는 Pair를 사용했다. 새로운 DTO 클래스를 만들어서 그 녀석에 저 세개를 담고 넘겨도 좋은 방법이다.
  • "어? 왜 2개만 넘겨요?" → PointWalletPointReservation이 참조하고 있으니 그 값을 사용하면 된다.
@Bean
@StepScope
public ItemWriter<Pair<PointReservation, Point>> executePointReservationItemWriter(PointReservationRepository pointReservationRepository,
                                                                                   PointRepository pointRepository,
                                                                                   PointWalletRepository pointWalletRepository) {
    return reservationAndPointPair -> {
        for (Pair<PointReservation, Point> pair : reservationAndPointPair) {
            PointReservation reservation = pair.getFirst();
            pointReservationRepository.save(reservation);

            Point point = pair.getSecond();
            pointRepository.save(point);

            pointWalletRepository.save(reservation.getPointWallet());
        }
    };
}
  • 이번엔 Writer이다. Processor를 통해 전달받은 Pair 데이터를 순회하면서 저장을 전부 다 해주면 된다.

 

이렇게 Job, Step을 만들었으면 역시나 테스트 코드를 통해 제대로 실행되는지 확인해보자.

ExecutePointReservationJobConfigurationTest

package cwchoiit.pointbatch.reservation.job;

import cwchoiit.pointbatch.BatchTestSupport;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.Point;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.PointWallet;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointRepository;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointWalletRepository;
import cwchoiit.pointbatch.reservation.entity.PointReservation;
import cwchoiit.pointbatch.reservation.repository.PointReservationRepository;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.batch.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import java.math.BigInteger;
import java.time.LocalDate;
import java.util.List;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class ExecutePointReservationJobConfigurationTest extends BatchTestSupport {

    @Autowired
    PointWalletRepository pointWalletRepository;

    @Autowired
    PointReservationRepository pointReservationRepository;

    @Autowired
    PointRepository pointRepository;

    @Autowired
    Job executePointReservationJob;

    @Test
    void executePointReservationJob() throws Exception {
        PointWallet pointWallet = new PointWallet("user1", BigInteger.valueOf(3000));
        pointWalletRepository.save(pointWallet);

        LocalDate earnDate = LocalDate.of(2024, 1, 1);
        PointReservation pointReservation = new PointReservation(pointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, 10);
        pointReservationRepository.save(pointReservation);

        JobParameters jobParameters = new JobParametersBuilder()
                .addString("today", "2024-01-01")
                .toJobParameters();

        JobExecution jobExecution = launchJob(executePointReservationJob, jobParameters);

        // Job 이 정상적으로 실행됐는지
        assertThat(jobExecution.getExitStatus()).isEqualTo(ExitStatus.COMPLETED);

        List<PointReservation> pointReservations = pointReservationRepository.findAll();

        // 예약 포인트는 현재 1개있는지
        assertThat(pointReservations).hasSize(1);
        // 예약 포인트의 실행이 true 로 변경됐는지
        assertThat(pointReservations.getFirst().isExecuted()).isTrue();

        List<Point> points = pointRepository.findAll();

        // 포인트 레포지토리에 포인트는 한개가 있는지
        assertThat(points).hasSize(1);
        // 포인트의 금액은 1000원인지
        assertThat(points.getFirst().getAmount()).isEqualTo(BigInteger.valueOf(1000));
        // 포인트의 발행일은 2024-01-01인지
        assertThat(points.getFirst().getEarnedDate()).isEqualTo(earnDate);
        // 포인트의 만료일은 2024-01-11인지
        assertThat(points.getFirst().getExpireDate()).isEqualTo(LocalDate.of(2024, 1, 11));

        List<PointWallet> pointWallets = pointWalletRepository.findAll();

        // 포인트 지갑은 한개인지
        assertThat(pointWallets).hasSize(1);
        // 포인트 지갑의 총 금액은 4000원인지
        assertThat(pointWallets.getFirst().getAmount()).isEqualTo(BigInteger.valueOf(4000));
    }
}
  • 테스트 실행 결과는 정상적으로 수행될 것이다.
  • 여기서 이제 BatchTestSupport의 위력이 나오는 것이다. 저 클래스로 공통으로 사용되는 부분을 따로 분리하니까 굉장히 테스트 코드 작성하기가 편해졌다.

 

포인트 만료 메시지 배치 Job

이번에는 포인트가 만료되면 메시지(알림)을 사용자에게 보내주는 게 일반적인 앱의 기능인데 그 부분을 배치성으로 만들어보자!

 

MessageExpiredPointJobConfiguration

package cwchoiit.pointbatch.message.job;

import cwchoiit.pointbatch.point.job.validator.TodayJobParameterValidator;
import org.springframework.batch.core.Job;
import org.springframework.batch.core.Step;
import org.springframework.batch.core.job.builder.JobBuilder;
import org.springframework.batch.core.repository.JobRepository;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class MessageExpiredPointJobConfiguration {

    @Bean
    public Job messageExpiredPointJob(JobRepository jobRepository,
                                      TodayJobParameterValidator validator,
                                      Step messageExpiredPointStep) {
        return new JobBuilder("messageExpiredPointJob", jobRepository)
                .validator(validator)
                .start(messageExpiredPointStep)
                .build();
    }
}
  • 이제 Job 부분은 더 이상 설명할 게 없다.

 

InputExpiredPointAlarmCriteriaDateStepListener

package cwchoiit.pointbatch.message.listener;

import org.springframework.batch.core.JobParameter;
import org.springframework.batch.core.StepExecution;
import org.springframework.batch.core.StepExecutionListener;
import org.springframework.batch.item.ExecutionContext;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

@Component
public class InputExpiredPointAlarmCriteriaDateStepListener implements StepExecutionListener {

    @Override
    public void beforeStep(StepExecution stepExecution) {
        JobParameter<?> todayParam = stepExecution.getJobParameters().getParameter("today");
        if (todayParam == null) {
            return;
        }

        LocalDate todayLocalDate = LocalDate.parse((String) todayParam.getValue());
        ExecutionContext context = stepExecution.getExecutionContext();
        context.put("alarmCriteriaDate", todayLocalDate.minusDays(1).format(DateTimeFormatter.ISO_DATE));
        stepExecution.setExecutionContext(context);
    }
}
  • 이 배치작업을 할 때 지금까지는 사용해 본 적 없는 StepExecutionListener를 사용해보자.
  • StepExecutionListener는, 이 리스너를 등록한 스텝을 실행하기 전에 리스너를 먼저 발동시켜서 어떤 작업을 처리할 수 있게 해주는 것이다. 지금은 beforeStep만 있지만 afterStep도 구현 가능하다.
  • 이 리스너는 그래서 잡 파라미터에서 `today`를 가져와서, LocalDate로 변환한 다음, `alarmCriteriaDate`라는 값을 만들어내서 ExecutionContext에 담는 리스너이다. 저 `alarmCriteriaDate` 이 녀석은 `today`라는 오늘 날짜라는 파라미터에서 하루를 뺀 날짜를 가리킨다. 그러니까, 이 배치작업이 실제 운영서버에 돌아가는 작업이라면, 하루에 한번씩 실행될텐데 만료일이 있고 오늘날짜가 있을때 오늘날짜보다 하루 뺀 날짜가 만료일인 것을 찾아내고 싶은 거다.

MessageExpiredPointStepConfiguration

package cwchoiit.pointbatch.message.job;

import cwchoiit.pointbatch.message.entity.Message;
import cwchoiit.pointbatch.message.listener.InputExpiredPointAlarmCriteriaDateStepListener;
import cwchoiit.pointbatch.point.dto.ExpiredPointSummary;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointRepository;
import jakarta.persistence.EntityManagerFactory;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.batch.core.Step;
import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.JobScope;
import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.StepScope;
import org.springframework.batch.core.repository.JobRepository;
import org.springframework.batch.core.step.builder.StepBuilder;
import org.springframework.batch.item.ItemProcessor;
import org.springframework.batch.item.data.RepositoryItemReader;
import org.springframework.batch.item.data.builder.RepositoryItemReaderBuilder;
import org.springframework.batch.item.database.JpaItemWriter;
import org.springframework.batch.item.database.builder.JpaItemWriterBuilder;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.domain.Sort;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;

import java.time.LocalDate;
import java.util.Map;

@Slf4j
@Configuration
public class MessageExpiredPointStepConfiguration {

    @Bean
    @StepScope
    public RepositoryItemReader<ExpiredPointSummary> messageExpiredPointItemReader(
            PointRepository pointRepository,
            @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(stepExecutionContext[alarmCriteriaDate])}") LocalDate alarmCriteriaDate
    ) {
        return new RepositoryItemReaderBuilder<ExpiredPointSummary>()
                .name("messageExpiredPointItemReader")
                .repository(pointRepository)
                .methodName("sumByExpiredDate")
                .pageSize(1000)
                .arguments(alarmCriteriaDate)
                .sorts(Map.of("pointWallet", Sort.Direction.ASC))
                .build();
    }

    @Bean
    @StepScope
    public ItemProcessor<ExpiredPointSummary, Message> messageExpiredPointItemProcessor(
            @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(jobParameters[today])}") LocalDate today
    ) {
        return summary -> Message.of(summary.getUserId(), today, summary.getAmount());
    }

    @Bean
    @StepScope
    public JpaItemWriter<Message> messageExpiredPointItemWriter(EntityManagerFactory entityManagerFactory) {
        return new JpaItemWriterBuilder<Message>()
                .entityManagerFactory(entityManagerFactory)
                .build();
    }

    @Bean
    @JobScope
    public Step messageExpiredPointStep(JobRepository jobRepository,
                                        InputExpiredPointAlarmCriteriaDateStepListener listener,
                                        PlatformTransactionManager transactionManager,
                                        RepositoryItemReader<ExpiredPointSummary> messageExpiredPointItemReader,
                                        ItemProcessor<ExpiredPointSummary, Message> messageExpiredPointItemProcessor,
                                        JpaItemWriter<Message> messageExpiredPointItemWriter) {
        return new StepBuilder("messageExpiredPointStep", jobRepository)
                .listener(listener)
                .<ExpiredPointSummary, Message>chunk(1000, transactionManager)
                .reader(messageExpiredPointItemReader)
                .processor(messageExpiredPointItemProcessor)
                .writer(messageExpiredPointItemWriter)
                .build();
    }
}
  • Step, Reader, Processor, Writer를 구현한 클래스이다. 한번 하나씩 봐보자.
@Bean
@JobScope
public Step messageExpiredPointStep(JobRepository jobRepository,
                                    InputExpiredPointAlarmCriteriaDateStepListener listener,
                                    PlatformTransactionManager transactionManager,
                                    RepositoryItemReader<ExpiredPointSummary> messageExpiredPointItemReader,
                                    ItemProcessor<ExpiredPointSummary, Message> messageExpiredPointItemProcessor,
                                    JpaItemWriter<Message> messageExpiredPointItemWriter) {
    return new StepBuilder("messageExpiredPointStep", jobRepository)
            .listener(listener)
            .<ExpiredPointSummary, Message>chunk(1000, transactionManager)
            .reader(messageExpiredPointItemReader)
            .processor(messageExpiredPointItemProcessor)
            .writer(messageExpiredPointItemWriter)
            .build();
}
  • 지금까지 한 것들이랑 다른게 없지만, 딱 하나, listener를 등록했다. 아까 위에서 만든 그 리스너이다.
@Bean
@StepScope
public RepositoryItemReader<ExpiredPointSummary> messageExpiredPointItemReader(
        PointRepository pointRepository,
        @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(stepExecutionContext[alarmCriteriaDate])}") LocalDate alarmCriteriaDate
) {
    return new RepositoryItemReaderBuilder<ExpiredPointSummary>()
            .name("messageExpiredPointItemReader")
            .repository(pointRepository)
            .methodName("sumByExpiredDate")
            .pageSize(1000)
            .arguments(alarmCriteriaDate)
            .sorts(Map.of("pointWallet", Sort.Direction.ASC))
            .build();
}
  • 이번엔 ReaderJpaPagingReader가 아니라 RepositoryItemReader이다. 이 Reader는 내가 제공한 레포지토리의 특정 메서드를 실행해서 결과를 얻어올 수 있다. 
  • 왜 이것을 사용했냐? 지금까지는 JPQL로 간단하게 데이터를 가져올 수 있었지만 이번에는 살짝 쿼리가 복잡하기 때문에 QueryDSL을 사용할 것이다. 그래서 그 QueryDSL을 사용한 메서드를 호출하게 하고 싶어서 이 RepositoryItemReader를 사용한다.
  • 아직 sumByExpiredDate는 만들지 않았다.
  • 또한 반환 타입이 ExpiredPointSummary이다. 이건 단순 DTO라고 생각하면 편할 것 같다. 이 역시 아직 만들지 않았다.
@Bean
@StepScope
public ItemProcessor<ExpiredPointSummary, Message> messageExpiredPointItemProcessor(
        @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(jobParameters[today])}") LocalDate today
) {
    return summary -> Message.of(summary.getUserId(), today, summary.getAmount());
}
  • Processor는 간단하다. 저기 Processor를 보면, 받은 ExpiredPointSummary를 활용해서 Message.of()를 호출한 결과를 반환한다. 이게 무엇일까? 아래 코드를 보자.

Message

package cwchoiit.pointbatch.message.entity;

import jakarta.persistence.*;
import lombok.AccessLevel;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.math.BigInteger;
import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

@Entity
@Table(name = "MESSAGE")
@NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PROTECTED)
@AllArgsConstructor
@Getter
public class Message {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(name = "user_id", nullable = false)
    private String userId;

    @Column(name = "title", nullable = false)
    private String title;

    @Column(name = "content", nullable = false, columnDefinition = "text")
    private String content;

    public Message(String userId, String title, String content) {
        this.userId = userId;
        this.title = title;
        this.content = content;
    }

    public static Message of(String userId, LocalDate expiredDate, BigInteger expiredAmount) {
        return new Message(
                userId,
                String.format("%s 포인트 만료", expiredAmount.toString()),
                String.format("%s 기준 %s 포인트가 만료되었습니다.", expiredDate.format(DateTimeFormatter.ISO_DATE), expiredAmount)
        );
    }
}
  • Message.of()Message 엔티티에서 Message를 편리하게 만들어내는 생성 메서드이다. 
  • 그 다음 아래 코드를 보자.

ExpiredPointSummary

package cwchoiit.pointbatch.point.dto;

import com.querydsl.core.annotations.QueryProjection;
import lombok.Getter;

import java.math.BigInteger;

@Getter
public class ExpiredPointSummary {
    private String userId;
    private BigInteger amount;

    @QueryProjection
    public ExpiredPointSummary(String userId, BigInteger amount) {
        this.userId = userId;
        this.amount = amount;
    }
}
  • 이 클래스는 단순히 만료된 포인트의 합계와, 해당 유저의 ID를 가지고 있는 DTO다. 물론, QueryDSL을 사용하기 위해 생성자를 Q클래스로 만들어 낸다. 
@Bean
@StepScope
public JpaItemWriter<Message> messageExpiredPointItemWriter(EntityManagerFactory entityManagerFactory) {
    return new JpaItemWriterBuilder<Message>()
            .entityManagerFactory(entityManagerFactory)
            .build();
}
  • WriterJpaItemWriter를 사용한다. 타입인 Message의 엔티티가 적당히 쌓이면, 전달한 엔티티 매니저의 플러시를 호출한다.

 

자, 이제 QueryDSL을 사용해서 쿼리를 짜보자. 참고로, QueryDSL이 뭔지 모르면 따라오기 힘들 수 있다. 포스팅 중에 QueryDSL을 다룬 포스팅이 많으니까 해당 포스팅을 참고하자.

 

PointCustomRepository

package cwchoiit.pointbatch.point.repository;

import cwchoiit.pointbatch.point.dto.ExpiredPointSummary;
import org.springframework.data.domain.Page;
import org.springframework.data.domain.Pageable;

import java.time.LocalDate;

public interface PointCustomRepository {
    Page<ExpiredPointSummary> sumByExpiredDate(LocalDate alarmCriteriaDate, Pageable pageable);
}
  • 우선, QueryDSL 용으로 새로운 레포지토리 하나를 만들자.
  • 만들 메서드는 아까 위에서 정의한 sumByExpiredDate이다.

PointCustomRepositoryImpl

package cwchoiit.pointbatch.point.repository;

import com.querydsl.jpa.JPQLQuery;
import cwchoiit.pointbatch.point.dto.ExpiredPointSummary;
import cwchoiit.pointbatch.point.dto.QExpiredPointSummary;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.Point;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.data.domain.Page;
import org.springframework.data.domain.PageImpl;
import org.springframework.data.domain.PageRequest;
import org.springframework.data.domain.Pageable;
import org.springframework.data.jpa.repository.support.QuerydslRepositorySupport;

import java.math.BigInteger;
import java.time.LocalDate;
import java.util.List;
import java.util.Objects;

import static cwchoiit.pointbatch.point.entity.QPoint.point;

@Slf4j
public class PointCustomRepositoryImpl extends QuerydslRepositorySupport implements PointCustomRepository {
    public PointCustomRepositoryImpl() {
        super(Point.class);
    }

    @Override
    public Page<ExpiredPointSummary> sumByExpiredDate(LocalDate alarmCriteriaDate, Pageable pageable) {
        JPQLQuery<ExpiredPointSummary> query =
                from(point)
                .select(
                        new QExpiredPointSummary(
                                point.pointWallet.userId,
                                point.amount.sum().coalesce(BigInteger.ZERO))
                )
                .where(point.expired.eq(true))
                .where(point.used.eq(false))
                .where(point.expireDate.before(alarmCriteriaDate))
                .groupBy(point.pointWallet);

        List<ExpiredPointSummary> expiredPoints =
                Objects.requireNonNull(getQuerydsl()).applyPagination(pageable, query).fetch();
        long elementCount = query.fetchCount();

        log.info("elementCount: {}", elementCount);

        return new PageImpl<>(expiredPoints, PageRequest.of(pageable.getPageNumber(), pageable.getPageSize()), elementCount);
    }
}
  • 위 인터페이스를 구현한 구현 클래스이다. 
  • 저 생성자는 QueryDSL을 사용하려면 무조건 있어야 하는 생성자라고 생각하면 된다.
  • 실질적으로 중요한 부분은 sumByExpiredDate의 구현 부분이다.
  • 이렇게 구현을 했으면 원래 사용중이던 PointRepository가 이를 상속받으면 끝난다.

PointCustomRepository를 상속하게 된 PointRepository

package cwchoiit.pointbatch.point.repository;

import cwchoiit.pointbatch.point.entity.Point;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface PointRepository extends JpaRepository<Point, Long>, PointCustomRepository {
}
  • 이렇게 해두면 이제 아래 코드인 Reader에서 PointRepository에서 sumByExpiredDate를 참조할 수 있다.
@Bean
@StepScope
public RepositoryItemReader<ExpiredPointSummary> messageExpiredPointItemReader(
        PointRepository pointRepository,
        @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(stepExecutionContext[alarmCriteriaDate])}") LocalDate alarmCriteriaDate
) {
    return new RepositoryItemReaderBuilder<ExpiredPointSummary>()
            .name("messageExpiredPointItemReader")
            .repository(pointRepository)
            .methodName("sumByExpiredDate")
            .pageSize(1000)
            .arguments(alarmCriteriaDate)
            .sorts(Map.of("pointWallet", Sort.Direction.ASC))
            .build();
}

 

끝났다. 이제 테스트 코드를 작성해서 실행해보자!

MessageExpiredPointJobConfigurationTest

package cwchoiit.pointbatch.message.job;

import cwchoiit.pointbatch.BatchTestSupport;
import cwchoiit.pointbatch.message.entity.Message;
import cwchoiit.pointbatch.message.repository.MessageRepository;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.Point;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.PointWallet;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointRepository;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointWalletRepository;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.batch.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import java.math.BigInteger;
import java.time.LocalDate;
import java.util.List;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class MessageExpiredPointJobConfigurationTest extends BatchTestSupport {

    @Autowired
    Job messageExpiredPointJob;

    @Autowired
    MessageRepository messageRepository;

    @Autowired
    PointRepository pointRepository;

    @Autowired
    PointWalletRepository pointWalletRepository;

    @Test
    void messageExpiredPointJob() throws Exception {
        LocalDate earnDate = LocalDate.of(2020, 1, 1);
        LocalDate expireDate = LocalDate.of(2020, 5, 1);
        LocalDate notExpireDate = LocalDate.of(2020, 12, 31);

        PointWallet pointWallet1 = new PointWallet("user1", BigInteger.valueOf(3000));
        PointWallet pointWallet2 = new PointWallet("user2", BigInteger.valueOf(0));

        pointWalletRepository.save(pointWallet1);
        pointWalletRepository.save(pointWallet2);

        // 만료된 포인트 (pointWallet2)
        pointRepository.save(new Point(pointWallet2, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate, false, true));
        pointRepository.save(new Point(pointWallet2, BigInteger.valueOf(500), earnDate, expireDate, false, true));
        // 만료된 포인트 (pointWallet1)
        pointRepository.save(new Point(pointWallet1, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate, false, true));
        pointRepository.save(new Point(pointWallet1, BigInteger.valueOf(500), earnDate, expireDate, false, true));
        pointRepository.save(new Point(pointWallet1, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate, false, true));

        // 만료되지 않은 포인트 (pointWallet1)
        pointRepository.save(new Point(pointWallet1, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, notExpireDate));
        pointRepository.save(new Point(pointWallet1, BigInteger.valueOf(2000), earnDate, notExpireDate));
        pointRepository.save(new Point(pointWallet1, BigInteger.valueOf(3000), earnDate, notExpireDate));

        JobParameters jobParameters = new JobParametersBuilder()
                .addString("today", "2020-09-12")
                .toJobParameters();

        // messageExpiredPointJob 실행
        JobExecution jobExecution = launchJob(messageExpiredPointJob, jobParameters);

        // Job 성공적으로 끝났는지 체크
        assertThat(jobExecution.getExitStatus()).isEqualTo(ExitStatus.COMPLETED);

        List<Message> messages = messageRepository.findAll();
        // 만료 알림 메시지가 총 2개 나갔는지 체크 (user1에게 2500원 만료됐다는 메시지, user2에게 1500원 만료됐다는 메시지)
        assertThat(messages).hasSize(2);

        Message forUser1Message = messages.stream()
                .filter(message -> message.getUserId().equals("user1"))
                .findFirst()
                .orElse(null);
        // 메시지 중 하나는 user1을 위한 메시지인지 체크
        assertThat(forUser1Message).isNotNull();
        // user1에게 나간 메시지의 타이틀을 체크
        assertThat(forUser1Message.getTitle()).isEqualTo("2500 포인트 만료");
        // user1에게 나간 메시지의 내용 체크
        assertThat(forUser1Message.getContent()).isEqualTo("2020-09-12 기준 2500 포인트가 만료되었습니다.");

        Message forUser2Message = messages.stream()
                .filter(message -> message.getUserId().equals("user2"))
                .findFirst()
                .orElse(null);
        // 메시지 중 하나는 user1을 위한 메시지인지 체크
        assertThat(forUser2Message).isNotNull();
        // user1에게 나간 메시지의 타이틀을 체크
        assertThat(forUser2Message.getTitle()).isEqualTo("1500 포인트 만료");
        // user1에게 나간 메시지의 내용 체크
        assertThat(forUser2Message.getContent()).isEqualTo("2020-09-12 기준 1500 포인트가 만료되었습니다.");
    }
}
  • 테스트 결과는 성공적으로 수행된다.

 

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참고자료:

 

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

김영한 | 백엔드 개발에 필요한 DB 데이터 접근 기술을 기초부터 이해하고, 완성할 수 있습니다. 스프링 DB 접근 기술의 원리와 구조를 이해하고, 더 깊이있는 백엔드 개발자로 성장할 수 있습니

www.inflearn.com

 

트랜잭션 개념 이해

데이터를 저장할 때 단순히 파일에 저장해도 되는데, 데이터베이스에 저장하는 이유는 무엇일까? 여러가지 이유가 있지만, 가장 대표적인 이유는 바로 데이터베이스는 트랜잭션이라는 개념을 지원하기 때문이다.

 

트랜잭션을 이름 그대로 번역하면 거래라는 뜻이다. 이것을 쉽게 풀어서 이야기하면, 데이터베이스에서 트랜잭션은 하나의 거래를 안전하게 처리하도록 보장해주는 것을 뜻한다. 그런데 하나의 거래를 안전하게 처리하려면 생각보다 고려해야 할 점이 많다. 예를 들어, A의 5000원을 B에게 계좌이체한다고 생각해보자. A의 잔고를 5000원 감소하고, B의 잔고를 5000원 증가해야 한다.

 

5000원 계좌 이체

  1. A의 잔고를 5000원 감소
  2. B의 잔고를 5000원 증가

계좌이체라는 거래는 이렇게 2가지 작업이 합쳐져서 하나의 작업처럼 동작해야 한다. 만약, 1번은 성공했는데 2번에서 시스템에 문제가 발생하면 계좌이체는 실패하고 A의 잔고만 5000원 감소하는 심각한 문제가 발생한다. 데이터베이스가 제공하는 트랜잭션 기능을 사용하면, 1번과 2번 둘 다 함께 성공해야 저장하고, 중간에 하나라도 실패하면 거래전의 상태로 돌아갈 수 있다. 만약, 1번은 성공했는데 2번에서 시스템에 문제가 발생하면 계좌이체는 실패하고 거래 전의 상태로 완전히 돌아갈 수 있다. 결과적으로 A의 잔고가 감소하지 않는다.

 

모든 작업이 성공해서 데이터베이스에 정상 반영하는 것을 커밋(Commit)이라 하고, 작업 중 하나라도 실패해서 거래 이전으로 되돌리는 것을 롤백(Rollback)이라 한다.

 

트랜잭션 ACID

트랜잭션은 ACID라 하는 원자성(Atomicity), 일관성(Consistency), 격리성(Isolation), 지속성(Durability)을 보장해야 한다.

  • 원자성: 트랜잭션 내에서 실행한 작업들은 마치 하나의 작업인 것처럼 모두 성공하거나 모두 실패해야 한다.
  • 일관성: 모든 트랜잭션은 일관성 있는 데이터베이스 상태를 유지해야 한다. 예를 들어, 데이터베이스에서 정한 무결성 제약 조건을 항상 만족해야 한다.
  • 격리성: 동시에 실행되는 트랜잭션들이 서로에게 영향을 미치지 않도록 격리한다. 예를 들어, 동시에 같은 데이터를 수정하지 못하도록 해야 한다. 격리성은 동시성과 관련된 성능 이슈로 인해 트랜잭션 격리 수준(Isolation Level)을 선택할 수 있다.
  • 지속성: 트랜잭션을 성공적으로 끝내고 나면 그 결과가 항상 기록되어야 한다. 중간에 시스템에 문제가 발생해도 데이터베이스 로그 등을 사용해서 성공한 트랜잭션 내용을 복구해야 한다.

트랜잭션 격리 수준(Isolation Level)

  • READ UNCOMMITED - 커밋되지 않은 읽기
  • READ COMMITED - 커밋된 읽기
  • REPEATABLE READ - 반복 가능한 읽기
  • SERIALIZABLE - 직렬화 가능

 

데이터베이스 연결 구조와 DB 세션

트랜잭션을 더 자세히 이해하기 위해 데이터베이스 서버 연결 구조와 DB 세션에 대해 알아보자.

  • 사용자는 웹 애플리케이션 서버(WAS)나 DB 접근 툴 같은 클라이언트를 사용해서 데이터베이스 서버에 접근할 수 있다. 클라이언트는 데이터베이스 서버에 연결을 요청하고 커넥션을 맺게 된다. 이때 데이터베이스 서버는 내부에 세션이라는 것을 만든다. 그리고 앞으로 해당 커넥션을 통한 모든 요청은 이 세션을 통해서 실행하게 된다.
  • 쉽게 이야기해서, 개발자가 클라이언트를 통해 SQL을 전달하면 현재 커넥션에 연결된 세션이 SQL을 실행한다.
  • 세션은 트랜잭션을 시작하고, 커밋 또는 롤백을 통해 트랜잭션을 종료한다. 그리고 이후에 새로운 트랜잭션을 다시 시작할 수 있다.
  • 사용자가 커넥션을 닫거나, 또는 DBA가 세션을 강제로 종료하면 세션은 종료된다.

  • 커넥션 풀이 10개의 커넥션을 생성하면, 세션도 10개가 만들어진다. 

트랜잭션 DB 예제1 - 개념 이해

트랜잭션 동작을 예제를 통해 확인해보자. 이번 시간에는 먼저 트랜잭션의 동작 개념의 전체 그림을 이해하는데 집중하자. 

참고로, 지금부터 설명하는 내용은 트랜잭션 개념의 이해를 돕기 위해 예시로 설명하는 것이다. 구체적인 실제 구현 방식은 데이터베이스마다 다르다. 

 

트랜잭션 사용법

  • 데이터 변경 쿼리를 실행하고 데이터베이스에 그 결과를 반영하려면 커밋 명령어인 `commit`을 호출하고, 결과를 반영하고 싶지 않으면 롤백 명령어인 `rollback`을 호출하면 된다.
  • 커밋을 호출하기 전까지는 임시로 데이터를 저장하는 것이다. 따라서 해당 트랜잭션을 시작한 세션(사용자)에게만 변경 데이터가 보이고 다른 세션(사용자)에게는 변경 데이터가 보이지 않는다.
  • 등록, 수정, 삭제 모두 같은 원리로 동작한다. 앞으로는 등록, 수정, 삭제를 간단히 변경이라는 단어로 표현하겠다.

  • 세션1, 세션2 둘 다 가운데 있는 기본 테이블을 조회하면 해당 데이터가 그대로 조회된다.

 

세션1에서 신규 데이터 추가

  • 세션1은 트랜잭션을 시작하고 신규 회원1, 신규 회원2를 DB에 추가했다. 아직 커밋은 하지 않은 상태이다.
  • 새로운 데이터는 임시 상태로 저장된다.
  • 세션1은 SELECT 쿼리를 실행해서 본인이 입력한 신규 회원1, 신규 회원2를 조회할 수 있다.
  • 세션2는 SELECT 쿼리를 실행해도 신규 회원들을 조회할 수 없다. 왜냐하면 세션1이 아직 커밋을 하지 않았기 때문이다.

커밋하지 않은 데이터를 다른 곳에서 조회할 수 있으면 어떤 문제가 발생할까?

  • 예를 들어, 커밋하지 않은 데이터가 보인다면, 세션2는 데이터를 조회했을 때 신규 회원1, 2가 보일 것이다. 따라서 신규 회원1, 신규 회원2가 있다고 가정하고 어떤 로직을 수행할 수 있다. 그런데 세션1이 롤백을 수행하면 신규 회원1, 신규 회원2의 데이터가 사라질 것이다. 따라서 데이터 정합성에 큰 문제가 생긴다.
  • 세션2에서 세션1이 아직 커밋하지 않은 변경 데이터가 보인다면, 세션1이 롤백했을 때 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 커밋 전의 데이터는 다른 세션에서 보이면 안된다!

세션1 신규 데이터 추가 후 커밋

  • 세션1이 신규 데이터를 추가한 후 커밋을 호출했다.
  • 커밋으로 새로운 데이터가 실제 데이터베이스에 반영된다. 데이터의 상태도 임시에서 완료로 변경되었다.
  • 이제 다른 세션에서도 회원 테이블을 조회하면 신규 회원들을 확인할 수 있다.

 

세션1 신규 데이터 추가 후 롤백

  • 세션1이 신규 데이터를 추가한 후에 커밋 대신 롤백을 호출했다.
  • 세션1이 데이터베이스에 반영한 모든 데이터가 트랜잭션을 시작하기 직전의 상태로 복구된다.
  • 수정하거나 삭제한 데이터도 롤백을 호출하면 모두 트랜잭션을 시작하기 직전의 상태로 복구된다.

 

트랜잭션 - 자동 커밋, 수동 커밋

자동 커밋

트랜잭션을 사용하려면, 먼저 자동 커밋과 수동 커밋을 이해해야 한다. 자동 커밋으로 설정하면 각각의 쿼리 실행 직후에 자동으로 커밋을 호출한다. 따라서 커밋이나 롤백을 직접 호출하지 않아도 되는 편리함이 있다. 하지만 쿼리를 하나하나 실행할 때마다 자동으로 커밋이 되어버리기 때문에 우리가 원하는 트랜잭션 기능을 제대로 사용할 수 없다.

 

자동 커밋 설정

set autocommit true; //자동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data1',10000); //자동 커밋 
insert into member(member_id, money) values ('data2',10000); //자동 커밋

 

수동 커밋 설정

set autocommit false; //수동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data3',10000); 
insert into member(member_id, money) values ('data4',10000); 
commit; //수동 커밋

 

보통은 자동 커밋 모드가 기본으로 설정된 경우가 많기 때문에, 수동 커밋 모드로 설정하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 표현한다. 수동 커밋 설정을 하면 이후에 꼭 commit, rollback 둘 중 하나를 호출해야 한다. 참고로 수동 커밋 모드나 자동 커밋 모드는 한번 설정하면 해당 세션에서는 계속 유지된다. 중간에 변경하는 것은 가능하다. 

 

만약, 자동 커밋 모드로 동작하는데 계좌이체 중간에 실패하면 어떻게 될까? 쿼리를 하나 실행할 때마다 바로바로 커밋이 되어버리기 때문에 특정 유저의 돈만 빠져나가는 심각한 문제가 발생한다. 이는 데이터베이스에서 가장 중요한 성질 중 하나인 원자성을 위배하는 것이다.

 

원자성: 트랜잭션 내에서 실행한 작업은 마치 하나의 작업인 것처럼 모두 성공하거나 모두 실패해야 한다. 

 

그렇기 때문에, 자동 커밋이 아닌 수동 커밋으로 설정하고 모든 작업이 성공적으로 끝나면 커밋을, 하나라도 실패하면 모두 되돌리는 롤백을 하여 트랜잭션의 원자성 기능을 최대한 사용해야 한다. 

 

DB 락 개념 이해

세션1이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안 아직 커밋을 수행하지 않았는데, 세션2에서 동시에 같은 데이터를 수정하게 되면 여러가지 문제가 발생한다. 바로 트랜잭션의 원자성이 깨지는 것이다. 여기에 더해서 세션1이 중간에 롤백을 하게 되면, 세션2는 잘못된 데이터를 수정하는 문제가 발생한다. 이런 문제를 방지하려면, 세션이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안에는 커밋이나 롤백 전까지 다른 세션에서 해당 데이터를 수정할 수 없게 막아야 한다. 

 

이런 문제를 바로 이라는 개념이 해결한다.

  • 세션1은 memberA의 금액을 500원으로 변경하고 싶고, 세션2는 같은 memberA의 금액을 1000원으로 변경하고 싶다.
  • 데이터베이스는 이런 문제를 해결하기 위해 락(Lock)이라는 개념을 제공한다.
  • 다음 예시를 통해 동시에 데이터를 수정하는 문제를 락으로 어떻게 해결하는지 자세히 알아보자.

  • 세션1은 트랜잭션을 시작한다.
  • 세션1은 memberAmoney를 500으로 변경을 시도한다. 이때, 해당 로우의 락을 먼저 획득해야 한다. 락이 남아 있으므로 세션1은 락을 획득한다. (세션1이 간발의 차이로 세션2보다 먼저 요청했다)
  • 세션1은 락을 획득했으므로 해당 로우에 UPDATE 쿼리를 수행한다.

  • 세션2는 트랜잭션을 시작한다.
  • 세션2도 memberAmoney 데이터를 변경하려고 시도한다. 이때, 해당 로우의 락을 먼저 획득해야 한다.
  • 그런데 락이 없다. 락이 돌아올 때까지 대기한다.
  • 참고로 세션2가 락을 무한정 대기하는 것은 아니다. 락 대기 시간을 넘어가면 락 타임아웃 오류가 발생한다. 락 대기 시간은 설정할 수 있다. 락을 대기하다가 락 대기 시간을 넘어가면 아래와 같은 에러 메시지를 확인할 수 있다. (H2 데이터베이스 기준)
  Timeout trying to lock table {0}; SQL statement:
  update member set money=10000 - 2000 where member_id = 'memberA' [50200-200]
  HYT00/50200

  • 세션1은 커밋을 수행한다. 커밋으로 트랜잭션이 종료되었으므로 락도 반납한다.

  • 락을 획득하기 위해 대기하던 세션2가 락을 획득한다.

  • 세션2는 UPDATE 쿼리를 수행한다.

  • 세션2는 커밋을 수행하고 트랜잭션이 종료되었으므로 락을 반납한다.

 

DB 락 - 조회

일반적인 조회는 락을 사용하지 않는다.

  • 데이터베이스마다 다르지만, 보통 데이터를 조회할 때는 락을 획득하지 않고 바로 데이터를 조회할 수 있다. 예를 들어서 세션1이 락을 획득하고 데이터를 변경하고 있어도, 세션2에서 데이터를 조회할 수 있다. 물론 세션2에서 조회가 아니라 데이터를 변경하려면 락이 필요하기 때문에 락이 돌아올 때까지 대기해야 한다. 

조회와 락

  • 데이터를 조회할 때도 락을 획득하고 싶을 때가 있다. 이럴 때는 SELECT .. FOR UPDATE 구문을 사용하면 된다.
  • 이렇게 하면 세션1이 조회 시점에 락을 가져가버리기 때문에 다른 세션에서 해당 데이터를 변경할 수 없다.
  • 물론 이 경우도 트랜잭션을 커밋하면 락을 반납한다. 
  • 또한, 세션1에서 SELECT ... FOR UPDATE 쿼리를 실행할 때, 락이 없으면 락이 돌아올 때까지 세션1은 대기한다.

그럼 조회 시점에 왜 필요할까?

  • 트랜잭션 종료 시점까지 해당 데이터를 다른 곳에서 변경하지 못하도록 강제로 막아야 할 때 사용한다.
  • 예를 들어, 애플리케이션 로직에서 memberA의 금액을 조회한 다음에 이 금액 정보로 애플리케이션에서 어떤 중요한 계산을 수행한다. 그런데 이 계산이 매우 중요한 계산이라 계산이 완료될 때까지 memberA의 금액을 다른곳에서 변경하면 안된다. 이럴때, 조회 시점에 락을 획득하면 된다.
SELECT * 
FROM member 
WHERE member_id='memberA' FOR UPDATE;

 

 

트랜잭션 - 자바 예제1

실제 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용해서 계좌이체와 같은 원자성이 중요한 비즈니스 로직을 어떻게 구현하는지 알아보자. 그런데 일단 트랜잭션 없이 단순하게 계좌이체 비즈니스 로직만 구현해보자. 즉, 오토커밋이라는 말이다.

 

MemberServiceV1

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import lombok.RequiredArgsConstructor;

import java.sql.SQLException;

@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) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • fromId의 회원을 조회해서 toId 회원에게 money 만큼의 돈을 계좌이체하는 로직이다.
  • 예외 상황을 테스트해보기 위해 toId"ex"인 경우 예외를 발생시킨다.

MemberServiceV1Test

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst;
import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;

import java.sql.SQLException;

import static cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

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
    void beforeEach() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV1(memberRepository);
    }

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

    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    void accountTransfer() throws SQLException {
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);

        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

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

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

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

    @Test
    @DisplayName("이체 중 예외")
    void accountTransfer_ex() throws SQLException {
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);

        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberEx);

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

        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());

        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(8000);
        assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}
  • 두 개의 테스트가 있다. [정상 이체], [이체 중 예외]
  • [정상 이체] 테스트의 경우, 이체 과정에서 아무런 문제가 발생하지 않기 때문에 의도대로 동작하는 것을 확인할 수 있을 것이다.
  • [이체 중 예외] 테스트의 경우, toId `ex`이기 때문에 중간에 예외가 발생한다. 그런데 문제는 트랜잭션이 없기 때문에 (다른 말로 오토커밋 모드이기 때문에) 쿼리 하나하나가 나갈때마다 전부 커밋이 된다. 그래서 결국 fromId의 돈만 2000원이 빠져나가고, toId의 돈은 그대로인 최악의 사태가 발생한다. 
  • 이게 바로 트랜잭션의 필요성이다. 지금은 원자성을 위배해버렸다.

 

트랜잭션 - 자바 예제2 - 트랜잭션 사용

이번에는 DB 트랜잭션을 사용해서 앞서 발생한 문제점을 해결해보자. 어떤 문제점이 있었나? 바로 memberA의 돈을 빼긴 했는데 memberEx의 계좌에 돈을 추가하는 과정에서 에러가 발생해서 memberA의 돈만 빠져나가고 memberEx의 계좌에는 돈이 그대로인 최악중 최악의 문제가 발생했다. 즉, 트랜잭션의 원자성을 활용하지 못하는 문제가 발생했다. 

 

그래서, 트랜잭션을 사용해서 모두가 성공하거나 모두가 실패하게 만들어보자. 그럼 고민이 하나 생긴다.

어디에 트랜잭션을 걸어야 할까? 쉽게 이야기해서 트랜잭션을 어디에서 시작하고 어디에서 끝내야 할까?

  • 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 유지해야 한다. 그래야 같은 세션을 사용할 수 있다.

애플리케이션에서 같은 커넥션을 유지하려면 어떻게 해야 할까? 가장 단순한 방법은 커넥션을 파라미터로 전달해서 같은 커넥션이 사용되도록 유지하는 것이다. 먼저 리포지토리가 파라미터를 통해 같은 커넥션을 유지할 수 있도록 파라미터를 추가해보자.

MemberRepositoryV2

package cwchoiit.jdbc.repository;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.NoSuchElementException;

@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberRepositoryV2 {

    private final DataSource dataSource;

    public Member save(Member member) throws SQLException {
        String sql = "INSERT INTO member (member_id, money) VALUES (?, ?)";


        try (Connection connection = getConnection();
             PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {
            stmt.setString(1, member.getMemberId());
            stmt.setInt(2, member.getMoney());
            stmt.executeUpdate();
            return member;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    public Member findById(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "SELECT * FROM member WHERE member_id = ?";

        try (Connection connection = getConnection();
             PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {
            stmt.setString(1, memberId);

            try (ResultSet rs = stmt.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 with id = " + memberId);
                }
            }
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    public Member findById(Connection connection, String memberId) throws SQLException {
        String sql = "SELECT * FROM member WHERE member_id = ?";

        try (PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {
            stmt.setString(1, memberId);

            try (ResultSet rs = stmt.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 with id = " + memberId);
                }
            }
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
        String sql = "UPDATE member SET money = ? WHERE member_id = ?";
        try (Connection connection = getConnection();
             PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {

            stmt.setInt(1, money);
            stmt.setString(2, memberId);
            int resultSize = stmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize = {}", resultSize);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    public void update(Connection connection, String memberId, int money) throws SQLException {
        String sql = "UPDATE member SET money = ? WHERE member_id = ?";
        try (PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {

            stmt.setInt(1, money);
            stmt.setString(2, memberId);
            int resultSize = stmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize = {}", resultSize);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    public void delete(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "DELETE FROM member WHERE member_id = ?";

        try (Connection connection = getConnection();
             PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {

            stmt.setString(1, memberId);
            stmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    private Connection getConnection() throws SQLException {
        Connection con = dataSource.getConnection();
        log.info("get connection = {}, class = {}", con, con.getClass());
        return con;
    }
}
  • 코드를 보면, V2는 기존 코드와 같지만, 커넥션 유지가 필요한 다음 두 메서드가 추가되었다. 
  • findById(Connection connection, String memberId)
  • update(Connection connection, String memberId, int money)

주의할 부분이 있다!

  • 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 파라미터로 넘어온 커넥션을 사용해야 한다. 그러므로 메서드 안에서 getConnection()을 호출해서는 절대 안된다!
  • 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 리포지토리에서 커넥션을 닫으면 안된다. 커넥션을 전달 받은 리포지토리 뿐만 아니라 이후에도 커넥션을 계속 이어서 사용하기 때문이다. 그래서 이후 서비스 로직이 끝날 때 트랜잭션을 종료하고 커넥션을 닫아야 한다.

MemberServiceV2

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV1;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV2;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberServiceV2 {

    private final DataSource dataSource;
    private final MemberRepositoryV2 memberRepository;

    public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
        Connection connection = dataSource.getConnection();

        try {
            connection.setAutoCommit(false);

            bizLogic(connection, fromId, toId, money);

            connection.commit();
        } catch (Exception e) {
            connection.rollback();
            throw new IllegalStateException(e);
        } finally {
            releaseConnection(connection);
        }
    }

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

        memberRepository.update(connection, fromId, fromMember.getMoney() - money);

        validation(toMember);

        memberRepository.update(connection, toId, toMember.getMoney() + money);
    }

    private void releaseConnection(Connection connection) {
        if (connection != null) {
            try {
                connection.setAutoCommit(true);
                connection.close(); // 커넥션 풀을 사용할땐 close()가 반납
            } catch (Exception e) {
                log.error("error, ", e);
            }
        }
    }

    private void validation(Member toMember) {
        if (toMember.getMemberId().equals("ex")) {
            throw new IllegalStateException("이체중 예외 발생");
        }
    }
}
  • 이제 서비스 로직이 있는 accountTransfer() 메서드를 유심히 보자.
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
    Connection connection = dataSource.getConnection();

    try {
        connection.setAutoCommit(false);

        bizLogic(connection, fromId, toId, money);

        connection.commit();
    } catch (Exception e) {
        connection.rollback();
        throw new IllegalStateException(e);
    } finally {
        releaseConnection(connection);
    }
}
  • 트랜잭션이 시작하려면 먼저 커넥션이 필요하기 때문에, 커넥션을 가져온다. 
  • 그런 다음, 트랜잭션을 시작한다는 말은 다른 말로 수동 커밋을 사용한다는 의미이다. 따라서 커넥션을 수동 커밋 모드로 변경한다.
  • 그런 다음 실질적인 비즈니스 로직을 수행한다. 보기 편하게 따로 메서드를 추출했다. 또한, 트랜잭션을 관리하는 로직과 비즈니스 로직을 구분하기 위해서도 메서드를 추출했다.
private void bizLogic(Connection connection, String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
    Member fromMember = memberRepository.findById(connection, fromId);
    Member toMember = memberRepository.findById(connection, toId);

    memberRepository.update(connection, fromId, fromMember.getMoney() - money);

    validation(toMember);

    memberRepository.update(connection, toId, toMember.getMoney() + money);
}
  • 비즈니스 로직을 잘 보면, 리포지토리에 커넥션을 파라미터로 넘겨서 사용하는 것을 볼 수 있다.
public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
    Connection connection = dataSource.getConnection();

    try {
        connection.setAutoCommit(false);

        bizLogic(connection, fromId, toId, money);

        connection.commit();
    } catch (Exception e) {
        connection.rollback();
        throw new IllegalStateException(e);
    } finally {
        releaseConnection(connection);
    }
}
  • 비즈니스 로직이 정상적으로 끝나면 당연히 커밋을 호출해야 한다.
  • 그런데 만약, 비즈니스 로직을 수행하던 중 오류가 발생하면 이 트랜잭션에서 수행했던 모든 작업을 트랜잭션을 수행하기 전 모습으로 돌려야 한다. 따라서, catch 블록에서 롤백을 수행하고 있다.
  • 모든 작업이 끝나면 항상 커넥션을 반납해야 한다. 따라서 finally 블록에서 커넥션을 정리하는 메서드를 호출한다.
private void releaseConnection(Connection connection) {
    if (connection != null) {
        try {
            connection.setAutoCommit(true);
            connection.close(); // 커넥션 풀을 사용할땐 close()가 반납
        } catch (Exception e) {
            log.error("error, ", e);
        }
    }
}
  • 커넥션을 정리를 할때, 반드시 반납하기 전 오토 커밋 모드를 다시 `true`로 변경해야 한다. 왜냐하면 기본이 자동 커밋이기 때문에 누군가는 자동 커밋을 예상하고 로직을 작성할 수 있다. DriverManager를 통해 필요할때마다 커넥션을 생성하고 바로 닫아버리면 상관이 없다. 그런데 커넥션 풀을 사용하는 경우 수동 커밋으로 변경하고 다시 자동 커밋으로 돌려 놓은 후에 커넥션을 반납하지 않으면 이 커넥션은 계속 수동 커밋 모드인 상태로 남아 있게 된다. 그러면 누군가는 자동 커밋을 생각하고 커밋을 호출안하면 이건 굉장히 큰 문제를 야기한다.

이제 기존에 사용했던 테스트 코드를 다시 실행해보자!

MemberServiceV2Test

package cwchoiit.jdbc.service;

import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import cwchoiit.jdbc.repository.MemberRepositoryV2;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;

import java.sql.SQLException;

import static cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;

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
    void beforeEach() {
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        memberRepository = new MemberRepositoryV2(dataSource);
        memberService = new MemberServiceV2(dataSource, memberRepository);
    }

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

    @Test
    @DisplayName("정상 이체")
    void accountTransfer() throws SQLException {
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberB = new Member(MEMBER_B, 10000);

        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberB);

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

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

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

    @Test
    @DisplayName("이체 중 예외")
    void accountTransfer_ex() throws SQLException {
        Member memberA = new Member(MEMBER_A, 10000);
        Member memberEx = new Member(MEMBER_EX, 10000);

        memberRepository.save(memberA);
        memberRepository.save(memberEx);

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

        Member findMemberA = memberRepository.findById(memberA.getMemberId());
        Member findMemberEx = memberRepository.findById(memberEx.getMemberId());

        assertThat(findMemberA.getMoney()).isEqualTo(10000);
        assertThat(findMemberEx.getMoney()).isEqualTo(10000);
    }
}
  • 두 개의 테스트가 있다. [정상 이체], [이체 중 예외]
  • [정상 이체] 테스트는 기존과 동일하게 잘 동작한다.
  • [이체 중 예외] 테스트는 이제 같은 트랜잭션을 사용하고 문제가 발생하면 롤백이 일어나기 때문에, memberA2000원을 차감하는데는 성공했어도 memberEx에게 2000원을 추가하는 부분에서 문제가 발생하기 때문에 이 트랜잭션에서 일어난 모든 작업이 다시 롤백된다. 따라서, 최종적으로 두 회원 모두 원래대로 10000원으로 돌아간다.

 

이렇게 트랜잭션을 사용해서, 원자성을 유지할 수 있게 됐다. 이게 바로 트랜잭션의 힘이다.

 

문제

그런데 문제가 있다. V1, V2서비스 코드를 비교해서 다시 한번 보자.

V1

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);
}

V2

public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
    Connection connection = dataSource.getConnection();

    try {
        connection.setAutoCommit(false);

        bizLogic(connection, fromId, toId, money);

        connection.commit();
    } catch (Exception e) {
        connection.rollback();
        throw new IllegalStateException(e);
    } finally {
        releaseConnection(connection);
    }
}
  • 트랜잭션을 사용한 코드를 보면, 어찌된게 서비스 로직보다 트랜잭션을 처리하는 코드가 더 많다. 이는 서비스 계층의 역할을 과하게 늘리게 되고, 비즈니스 로직에 다른 코드가 추가되니 코드 자체도 지저분해진다. 
  • 추가적으로 트랜잭션을 사용하는 코드마다 파라미터에 커넥션을 넘겨야 하니 그 또한 골치거리다.
  • 이런 문제를 스프링은 기가막히게 해결해주는데, 그 기가막힌 해결법을 다음 포스팅에서 알아보자!

 

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참고자료

 

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

김영한 | 백엔드 개발에 필요한 DB 데이터 접근 기술을 기초부터 이해하고, 완성할 수 있습니다. 스프링 DB 접근 기술의 원리와 구조를 이해하고, 더 깊이있는 백엔드 개발자로 성장할 수 있습니

www.inflearn.com

 

커넥션 풀 이해

  • 이전 포스팅에서 해봤지만, 애플리케이션과 데이터베이스를 연동하기 위해선 데이터베이스의 커넥션을 얻어와야 한다. 그런데 이 커넥션을 얻어오는 과정은 복잡하다. 
    • 애플리케이션 로직은 DB 드라이버를 통해 커넥션을 조회한다.
    • DB 드라이버는 DB와 TCP/IP 커넥션을 연결한다. 물론 이 과정에서 3 way handshake 같은 TCP/IP 연결을 위한 네트워크 동작도 발생한다.
    • DB 드라이버는 TCP/IP 커넥션이 연결되면, ID, PW와 기타 부가정보를 DB에 전달한다.
    • DB는 ID, PW를 통해 내부 인증을 완료하고, 내부에 DB 세션을 생성한다.
    • DB는 커넥션 생성이 완료되었다는 응답을 보낸다.
    • DB 드라이버는 커넥션 객체를 생성해서 클라이언트에 반환한다.

이렇게 커넥션을 새로 만드는 것은 과정도 복잡하고 시간도 많이 소요되는 일이다. DB는 물론이고 애플리케이션 서버에서도 TCP/IP 커넥션을 새로 생성하기 위한 리소스를 매번 사용해야 한다. 진짜 문제는 고객이 애플리케이션을 사용할 때, SQL을 실행하는 시간 뿐만 아니라 커넥션을 새로 만드는 시간이 추가되기 때문에 결과적으로 응답 속도에 영향을 준다. 이것은 사용자에게 좋지 않은 경험을 줄 수 있다. 

 

이런 문제를 한번에 해결하는 아이디어가 바로 커넥션을 미리 생성해두고, 사용하는 커넥션 풀이라는 방법이다.

커넥션 풀은 이름 그대로 커넥션을 관리하는 풀이다.

애플리케이션을 시작하는 시점에 커넥션 풀은 필요한만큼 커넥션을 미리 확보해서 풀에 보관한다. 보통 얼마나 보관할지는 서비스의 특징과 서버 스펙에 따라 다르지만 기본값은 보통 10개이다. 

 

커넥션 풀에 들어 있는 커넥션은 TCP/IP로 DB와 커넥션이 연결되어 있는 상태이기 때문에 언제든지 즉시 SQL을 DB에 전달할 수 있다.

 

애플리케이션 로직에서 이제는 DB 드라이버를 통해서 새로운 커넥션을 획득하는 것이 아니다. 이제는 커넥션 풀을 통해 이미 생성되어 있는 커넥션을 객체 참조로 그냥 가져다 사용하면 된다. 커넥션 풀에 커넥션을 요청하면 커넥션 풀은 자신이 가지고 있는 커넥션 중에 하나를 반환한다. 

 

애플리케이션 로직은 커넥션 풀에서 받은 커넥션을 사용해서 SQL을 데이터베이스에 전달하고, 그 결과를 받아서 처리한다. 커넥션을 모두 사용하고 나면 이제는 커넥션을 종료하는 것이 아니라, 다음에 다시 사용할 수 있도록 해당 커넥션을 그대로 커넥션 풀에 반납하면 된다. 여기서 주의할 점은 커넥션을 종료하는 것이 아니라 커넥션이 살아있는 상태로 커넥션 풀에 반환해야 한다는 것이다.

 

정리를 하자면

  • 적절한 커넥션 풀 숫자는 서비스의 특징과 애플리케이션 서버 스펙, DB 서버 스펙에 따라 다르기 때문에 성능 테스트를 통해서 정해야 한다.
  • 커넥션 풀은 서버당 최대 커넥션 수를 제한할 수 있다. 따라서 DB에 무한정 연결이 생성되는 것을 막아주어서 DB를 보호하는 효과도 있다. 
  • 이런 커넥션 풀은 얻는 이점이 매우 크기 때문에 실무에서는 항상 기본으로 사용한다.
  • 커넥션 풀은 개념적으로 단순해서 직접 구현할 수도 있지만 사용도 편리하고 성능도 뛰어난 오픈소스 커넥션 풀이 많기 때문에 오픈소스를 사용하자.
  • 대표적인 오픈소스는 HikariCP 이것만 알면 된다. 스프링 부트 2.0부터는 기본 커넥션 풀로 hikariCP를 제공한다.

 

DataSource 이해

그럼 이제, 커넥션 풀까지 이해했으면 커넥션을 얻는 방법은 앞서 학습한 JDBC DriverManager를 직접 사용하거나, 커넥션 풀을 사용하는 등 다양한 방법이 존재한다는 것을 알게됐다.

 

  • 이렇게 커넥션을 획득하는 방법이 다양하다. 
  • 그런데, 만약 DriverManager를 통해 커넥션을 획득하다가 커넥션 풀로 변경하고 싶어서 변경하면 어떻게 될까?

 

예를 들어, 애플리케이션 로직에서 DriverManager를 사용해서 커넥션을 획득하다가 HikariCP 같은 커넥션 풀을 사용하도록 변경하면 커넥션을 획득하는 애플리케이션 코드도 함께 변경해야 한다. 의존관계가 DriverManager에서 HikariCP로 변경되기 때문이다. 물론 둘의 사용법도 다를 것이다. 

이런 경우 자바는 항상 뭐다? 표준과 구현체를 제공한다.

그렇다. 자바에서는 이런 문제를 해결하기 위해 커넥션을 획득하는 방법을 추상화 하는데 그게 바로 DataSource이다.

  • 자바에서는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화하는 javax.sql.DataSource라는 인터페이스를 제공한다.
  • 이 인터페이스의 핵심 기능은 커넥션 조회 하나이다. (다른것은 중요하지 않다)

DataSource

public interface DataSource {
    Connection getConnection() throws SQLException;
}

 

그러니까 정리를 하자면,

  • 대부분의 커넥션 풀은 DataSource 인터페이스를 이미 구현해두었다. 따라서 개발자는 commons-dbcp2, tomcat-jdbc pool, hikariCP 등 커넥션 풀 기능을 제공하는 이 코드에 직접 의존하는게 아니라, DataSource 인터페이스에만 의존하도록 애플리케이션 로직을 작성하면 된다.
  • 예를 들어, DBCP2에서 HikariCP로 커넥션 풀 구현 기술을 변경하고 싶으면 그냥 이 라이브러리만 내려받으면 끝난다.
  • 하지만, 안타깝게도 DriverManagerDataSource 인터페이스를 구현하지 않았다. 따라서 DriverManager는 이전 포스팅에서 JDBC를 직접 다룰때처럼 직접 사용해야 한다. 따라서 DriverManager를 사용하다가, DataSource 기반의 커넥션 풀을 사용하도록 변경하면 관련 코드를 다 고쳐야 한다. 이런 문제를 해결하기 위해 스프링에서는 DriverManagerDataSource를 통해서 사용할 수 있도록 DriverManagerDataSource라는 DataSource를 구현한 클래스를 제공한다. 
  • 그래서 스프링을 사용하면, DataSource라는 인터페이스에만 의존하면 커넥션 풀을 사용하는 기술이던, 직접 커넥션을 가져오던 상관없이 DataSource 인터페이스에만 의존하면 된다. 구현체만 갈아끼우면 된다는 뜻이다. 그래서 DriverManagerDataSource를 통해서 DriverManager를 사용하다가 커넥션 풀을 사용하도록 구현체를 갈아끼워도 애플리케이션 로직은 변경하지 않아도 된다.

 

DataSource 예제1 - DriverManagerDataSource

예제를 통해 DataSource를 한번 사용해보자.

먼저, 기존에 개발했던 DriverManager를 통해서 커넥션을 획득하는 방법을 확인해보자.

ConnectionTest

package cwchoiit.jdbc.connection;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

import static cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst.*;

@Slf4j
public class ConnectionTest {

    @Test
    void driverManager() throws SQLException {
        Connection con1 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
        Connection con2 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);

        log.info("connection = {}, class = {}", con1, con1.getClass());
        log.info("connection = {}, class = {}", con2, con2.getClass());
    }
}

실행 결과

16:33:00.976 [Test worker] INFO cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionTest -- connection = conn0: url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/h2/db/jdbc user=SA, class = class org.h2.jdbc.JdbcConnection
16:33:00.978 [Test worker] INFO cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionTest -- connection = conn1: url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/h2/db/jdbc user=SA, class = class org.h2.jdbc.JdbcConnection
  • 두번의 getConnection()을 호출해서 서로 다른 커넥션을 얻어왔음을 알 수 있다. 이게 이전 포스팅에서 해봤던 JDBC의 DriverManager를 사용해 커넥션을 가져오는 방법이다.

 

이번에는 스프링이 제공하는 DataSource를 구현한 DriverManagerDataSource를 사용해보자. 차이가 있다면 이 녀석을 사용하면 클라이언트 코드는 DataSource 인터페이스에만 의존하면 된다는 점이다. 직접 커넥션을 가져오든, 커넥션 풀을 통해 가져오든 말이다.

ConnectionTest

package cwchoiit.jdbc.connection;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

import static cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst.*;

@Slf4j
public class ConnectionTest {

    @Test
    void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
        DataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        useDataSource(dataSource);
    }

    private void useDataSource(DataSource dataSource) throws SQLException {
        Connection con1 = dataSource.getConnection();
        Connection con2 = dataSource.getConnection();
        log.info("connection = {}, class = {}", con1, con1.getClass());
        log.info("connection = {}, class = {}", con2, con2.getClass());
    }
}
  • 기존 코드와 비슷하지만 DriverManagerDataSourceDataSource를 통해서 커넥션을 획득할 수 있다. 보면 알겠지만 타입도 DataSource로 받을 수 있다. 스프링이 제공하는 DriverManagerDataSourceDataSource를 구현한다.

실행 결과

16:33:00.976 [Test worker] INFO cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionTest -- connection = conn0: url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/h2/db/jdbc user=SA, class = class org.h2.jdbc.JdbcConnection
16:33:00.978 [Test worker] INFO cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionTest -- connection = conn1: url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/h2/db/jdbc user=SA, class = class org.h2.jdbc.JdbcConnection
  • 당연히 커넥션 풀이 아니라, 내부적으로 DriverManager를 사용하므로 두 커넥션은 서로 다른 커넥션이다. 
  • 그런데, 여기서 엄청 큰 차이가 하나 있다. 바로 새로운 커넥션을 획득하더라도 파라미터를 그때그때 넘기지 않아도 된다는 점이다.

 

DriverManager 직접 사용 시

DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD)
DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD)

 

DataSource 사용 시

@Test
void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
    DataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
    useDataSource(dataSource);
}

private void useDataSource(DataSource dataSource) throws SQLException {
    Connection con1 = dataSource.getConnection();
    Connection con2 = dataSource.getConnection();
    log.info("connection = {}, class = {}", con1, con1.getClass());
    log.info("connection = {}, class = {}", con2, con2.getClass());
}
  • DriverManager는 커넥션을 획득할 때마다 파라미터로 URL, USERNAME, PASSWORD를 넘겨야 한다. 반면, DataSource를 구현한 DriverManagerDataSource는 처음 객체를 생성할때 생성자로 그 값들을 넘겨주면 그 이후에 커넥션을 획득할 땐, 단순히 getConnection()만 호출하면 된다. 

이는 설정과 사용의 분리를 의미한다.

  • 설정: DataSource를 만들고 필요한 속성들을 사용해서 URL, USERNAME, PASSWORD 같은 부분을 입력하는 것을 말한다. 이렇게 설정과 관련된 속성들은 한 곳에 있는 것이 향후 변경에 더 유연하게 대처할 수 있다.
  • 사용: 설정은 신경쓰지 않고, DataSourcegetConnection()만 호출해서 사용하면 된다.

이런 설정과 사용의 분리가 작아보이지만 굉장히 큰 차이를 만든다. 보통 설정은 한군데에서 하더라도 사용은 여러군데에서 하는 경우가 많다. 그런데 그때 사용하는 지점에도 설정 관련 정보를 알아야 한다면 굉장히 골치아파진다. 그리고 변경할때는 더 문제다. 적용한 부분을 모두 다 수정해줘야하니 말이다.

 

DataSource 예제2 - 커넥션 풀

이번에는 DataSource를 통해 커넥션 풀을 사용하는 예제를 알아보자.

@Test
void dataSourceConnectionPool() throws SQLException, InterruptedException {
    HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
    dataSource.setJdbcUrl(URL);
    dataSource.setUsername(USERNAME);
    dataSource.setPassword(PASSWORD);

    dataSource.setMaximumPoolSize(10);
    dataSource.setPoolName("MyPool");

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

private void useDataSource(DataSource dataSource) throws SQLException {
    Connection con1 = dataSource.getConnection();
    Connection con2 = dataSource.getConnection();
    log.info("connection = {}, class = {}", con1, con1.getClass());
    log.info("connection = {}, class = {}", con2, con2.getClass());
}
  • HikariCP 커넥션 풀을 사용한다. HikariDataSourceDataSource 인터페이스를 구현하고 있다.
  • 커넥션 풀 최대 사이즈를 10으로 지정하고, 풀의 이름을 MyPool 이라고 지정했다.
  • 커넥션 풀에서 커넥션을 생성하는 작업은 애플리케이션 실행 속도에 영향을 주지 않기 위해 별도의 쓰레드에서 작동한다. 별도의 쓰레드에서 동작하기 때문에 테스트가 먼저 종료되어 버린다. 예제처럼 Thread.sleep을 주면 커넥션 풀에 커넥션이 생성되는 로그를 확인할 수 있을 것이다.

실행 결과

#커넥션 풀 초기화 정보 출력
HikariConfig - MyPool - configuration:
HikariConfig - maximumPoolSize................................10 
HikariConfig - poolName................................"MyPool"
#커넥션 풀 전용 쓰레드가 커넥션 풀에 커넥션을 10개 채움
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn0: url=jdbc:h2:.. user=SA
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn1: url=jdbc:h2:.. user=SA
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn2: url=jdbc:h2:.. user=SA
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn3: url=jdbc:h2:.. user=SA
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn4: url=jdbc:h2:.. user=SA
  ...
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn9: url=jdbc:h2:.. user=SA

#커넥션 풀에서 커넥션 획득1
ConnectionTest - connection=HikariProxyConnection@446445803 wrapping conn0: url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test user=SA, class=class com.zaxxer.hikari.pool.HikariProxyConnection

#커넥션 풀에서 커넥션 획득2
ConnectionTest - connection=HikariProxyConnection@832292933 wrapping conn1: url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test user=SA, class=class com.zaxxer.hikari.pool.HikariProxyConnection

MyPool - After adding stats (total=10, active=2, idle=8, waiting=0)

 

실행 결과를 분석해보자.

 

HikariConfig

  • HikariCP 관련 설정을 확인할 수 있다. 풀의 이름을 MyPool과 최대 풀 수 10을 확인할 수 있다.

MyPool connection adder

  • 별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀에 커넥션을 채우고 있는 것을 확인할 수 있다. 이 쓰레드는 커넥션 풀에 커넥션을 최대 풀 수 10개까지 채운다.
  • 그렇다면 왜 별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀에 커넥션을 채울까? 커넥션 풀에 커넥션을 채우는것은 상대적으로 오래 걸리는 일이다. 애플리케이션을 실행할 때 커넥션 풀을 채울때까지 마냥 대기하고 있다면, 애플리케이션 실행 시간이 늦어진다. 따라서, 별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀을 채워야 애플리케이션 실행 시간에 영향을 주지 않는다.

커넥션 풀에서 커넥션 획득

  • 커넥션 풀에서 커넥션을 획득하고 그 결과를 출력했다. 여기서는 커넥션 풀에서 커넥션을 2개 획득하고 반환하지는 않았다. 따라서 풀에 있는 10개의 커넥션 중에 2개를 가지고 있는 상태이다. 그래서 마지막 로그를 보면 사용중인 커넥션 active=2, 풀에서 대기 상태인 커넥션 idle=8을 확인할 수 있다.

 

DataSource 적용

이번에는 애플리케이션에 DataSource를 적용해보자.

MemberRepositoryV1

package cwchoiit.jdbc.repository;

import cwchoiit.jdbc.connection.DBConnectionUtil;
import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.NoSuchElementException;

/**
 * JDBC - DataSource 사용
 */
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class MemberRepositoryV1 {

    private final DataSource dataSource;

    public Member save(Member member) throws SQLException {
        String sql = "INSERT INTO member (member_id, money) VALUES (?, ?)";


        try (Connection connection = getConnection();
             PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {
            stmt.setString(1, member.getMemberId());
            stmt.setInt(2, member.getMoney());
            stmt.executeUpdate();
            return member;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    public Member findById(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "SELECT * FROM member WHERE member_id = ?";

        try (Connection connection = getConnection();
             PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {
            stmt.setString(1, memberId);

            try (ResultSet rs = stmt.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 with id = " + memberId);
                }
            }
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
        String sql = "UPDATE member SET money = ? WHERE member_id = ?";
        try (Connection connection = getConnection();
             PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {

            stmt.setInt(1, money);
            stmt.setString(2, memberId);
            int resultSize = stmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize = {}", resultSize);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    public void delete(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "DELETE FROM member WHERE member_id = ?";

        try (Connection connection = getConnection();
             PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement(sql)) {

            stmt.setString(1, memberId);
            stmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }

    private Connection getConnection() throws SQLException {
        Connection con = dataSource.getConnection();
        log.info("get connection = {}, class = {}", con, con.getClass());
        return con;
    }
}
  • 기존에 사용했던 MemberRepositoryV0을 V1으로 변경했다.
  • 그리고 DataSource 의존관계를 외부에서 주입받게 만들었다. 이제 직접 만든 DBConnectionUtil을 사용하지 않아도 된다. DataSource는 표준 인터페이스이기 때문에 DriverManagerDataSource에서 HikariDataSource로 변경되어도 애플리케이션 로직을 변경할 필요가 없다.

MemberRepositoryV1Test

package cwchoiit.jdbc.repository;

import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst;
import cwchoiit.jdbc.domain.Member;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;

import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.NoSuchElementException;

import static cwchoiit.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;

@Slf4j
class MemberRepositoryV1Test {

    MemberRepositoryV1 repository;

    @BeforeEach
    void beforeEach() {
        // DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);

        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
        dataSource.setJdbcUrl(URL);
        dataSource.setUsername(USERNAME);
        dataSource.setPassword(PASSWORD);

        repository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
    }

    @Test
    void crud() throws SQLException {
        Member member = new Member("member4", 10000);
        repository.save(member);

        Member findMember = repository.findById(member.getMemberId());
        log.info("findMember = {}", findMember);

        assertThat(findMember).isEqualTo(member);

        repository.update(member.getMemberId(), 20000);
        Member updatedMember = repository.findById(member.getMemberId());
        assertThat(updatedMember.getMoney()).isEqualTo(20000);

        repository.delete(member.getMemberId());
        assertThatThrownBy(() -> repository.findById(member.getMemberId()))
                .isInstanceOf(NoSuchElementException.class);
    }
}
  • MemberRepositoryV1DataSource 의존관계 주입이 필요하다. 따라서, 모든 테스트를 수행하기 전에 실행하는 @BeforeEach 애노테이션을 사용해서, HikariDataSource로도 주입해보고, DriverManagerDataSource로도 주입해보자. 어떤걸 주입해도 아무런 문제없이 잘 동작하는 것을 볼 수 있다. 이게 바로 외부에서 의존관계를 주입하는 DI고, 의존관계 결정을 나중으로 미루는 아주 유연한 방식이다.

실행 결과

DriverManagerDataSource 사용

  get connection=conn0: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class
  org.h2.jdbc.JdbcConnection
  get connection=conn1: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class
  org.h2.jdbc.JdbcConnection
  get connection=conn2: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class
  org.h2.jdbc.JdbcConnection
  get connection=conn3: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class
  org.h2.jdbc.JdbcConnection
  get connection=conn4: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class
  org.h2.jdbc.JdbcConnection
  get connection=conn5: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class
  org.h2.jdbc.JdbcConnection
  • DriverManagerDataSource를 사용하면, 매번 커넥션을 새로 만들어서 반환해주는 것을 확인할 수 있다. (conn0, conn1, ... conn5)

HikariDataSource 사용 (커넥션 풀)

  get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx1 wrapping conn0: url=jdbc:h2:...
  user=SA
  get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx2 wrapping conn0: url=jdbc:h2:...
  user=SA
  get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx3 wrapping conn0: url=jdbc:h2:...
  user=SA
  get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx4 wrapping conn0: url=jdbc:h2:...
  user=SA
  get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx5 wrapping conn0: url=jdbc:h2:...
  user=SA
  get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx6 wrapping conn0: url=jdbc:h2:...
  user=SA
  • 커넥션 풀을 사용하니, conn0만 계속해서 재사용중임을 알 수 있다.
  • 테스트는 순서대로 실행되기 때문에 커넥션을 사용하고 다시 돌려주는 것을 반복하고 있다. 따라서 conn0만 사용된다.

 

정리

이렇게 DataSource가 무엇인지, 커넥션 풀이 무엇인지 명확히 이해해봤다. 커넥션을 얻는 방법은 매우 여러가지지만, 그것을 고민할 필요없이 JDBC 표준으로 정의한 DataSource만을 의존하면 구현체가 변경되어도 어떠한 코드의 변경도 필요없이 커넥션을 가져오는 기술을 바꿀 수 있다. 이것이 바로 표준과 구현체를 만들어 사용하는 강력한 이유이다.

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어지간한 상품을 판매하는 사이트에는 다 있는 포인트에 대해서, 직접 배치를 사용해 포인트 관련 일괄처리를 공부해보고 스프링 배치에 대해 좀 더 익숙해지는 시간을 가져보자.

 

프로젝트 만들기

현재 기준 Spring Boot 3.3.5 버전으로 프로젝트를 만들었다. 그리고 의존성은 다음을 참고한다.

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-batch'
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa'
compileOnly 'org.projectlombok:lombok'
runtimeOnly 'com.h2database:h2'
annotationProcessor 'org.projectlombok:lombok'
testImplementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-test'
testImplementation 'org.springframework.batch:spring-batch-test'
testRuntimeOnly 'org.junit.platform:junit-platform-launcher'

testImplementation 'org.springframework.batch:spring-batch-test'

implementation 'com.querydsl:querydsl-jpa:5.0.0:jakarta'
annotationProcessor "com.querydsl:querydsl-apt:5.0.0:jakarta"
annotationProcessor "jakarta.annotation:jakarta.annotation-api"
annotationProcessor "jakarta.persistence:jakarta.persistence-api"
  • Spring Batch
  • Spring Data JPA
  • Lombok
  • QueryDSL
  • H2

이렇게 5개 정도를 추가하면 된다. 

 

build.gradle (전체)

plugins {
    id 'java'
    id 'org.springframework.boot' version '3.3.5'
    id 'io.spring.dependency-management' version '1.1.6'
}

group = 'cwchoiit'
version = '0.0.1-SNAPSHOT'

java {
    toolchain {
        languageVersion = JavaLanguageVersion.of(21)
    }
}

configurations {
    compileOnly {
        extendsFrom annotationProcessor
    }
}

repositories {
    mavenCentral()
}

dependencies {
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-batch'
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa'
    compileOnly 'org.projectlombok:lombok'
    runtimeOnly 'com.h2database:h2'
    annotationProcessor 'org.projectlombok:lombok'
    testImplementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-test'
    testImplementation 'org.springframework.batch:spring-batch-test'
    testRuntimeOnly 'org.junit.platform:junit-platform-launcher'

    testImplementation 'org.springframework.batch:spring-batch-test'

    implementation 'com.querydsl:querydsl-jpa:5.0.0:jakarta'
    annotationProcessor "com.querydsl:querydsl-apt:5.0.0:jakarta"
    annotationProcessor "jakarta.annotation:jakarta.annotation-api"
    annotationProcessor "jakarta.persistence:jakarta.persistence-api"
}

tasks.named('test') {
    useJUnitPlatform()
}

// querydsl directory path
def querydslDir = "src/main/generated"

// querydsl directory를 자동 임포트 할 수 있게 설정
sourceSets {
    main.java.srcDirs += [ querydslDir ]
}

// task 중 compileJava를 실행하면 Q파일들을 생성
tasks.withType(JavaCompile).configureEach {
    options.getGeneratedSourceOutputDirectory().set(file(querydslDir))
}

// clean을 하면 querydsl directory를 삭제
clean.doLast {
    file(querydslDir).deleteDir()
}

 

 

@EnableBatchProcessing

package cwchoiit.pointbatch.config;

import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.EnableBatchProcessing;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@EnableBatchProcessing
@Configuration
public class BatchConfig {

}
  • 가장 먼저, 스프링 배치를 사용하기 위해 @EnableBatchProcessing 애노테이션을 달아준다. 그리고 이 애노테이션이 적용되기 위해 @Configuration 애노테이션도 달아준다.

 

application.yaml

spring:
  batch:
    job:
      name: ${job.name:NONE}
    jdbc:
      initialize-schema: always
  jpa:
    show-sql: true
    hibernate:
      ddl-auto: validate
  datasource:
    driver-class-name: org.h2.Driver
    url: jdbc:h2:tcp://localhost/~/h2/db/point
    username: sa
    password:
  • H2 데이터베이스는 미리 다운받고, 데이터베이스를 만들면 된다. 나는 `point`라는 이름의 데이터베이스를 만들었다.
  • `spring.batch.job.name` : ${job.name:NONE} → 이 스프링 배치 프로그램을 패키징하여 Jar 파일로 만들고 해당 파일을 실행할때, 어떤 Job을 실행시킬건지 명명해줘야 한다. 근데 이름이 너무 기니까 그 긴 이름을 `job.name`으로 축소한것이라고 생각하면 된다. 그리고 만약, Job을 선택하지 않은 경우 모든 Job이 다 실행되는데 그것은 싫으니 기본값으로 NONE을 명명했다.
  • 나머지 데이터베이스 관련 설정은 넘어간다. 이 포스팅에서 다룰 내용은 아니라고 생각한다. 이미 이것을 다룬 포스팅이 내 블로그에 많다. 

 

데이터베이스 테이블 만들기

우선, 데이터베이스 테이블을 만들자. DDL은 미리 준비해 두었다.

CREATE TABLE `point_wallet`
(
    `id`      bigint      NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
    `amount`  bigint      NOT NULL COMMENT '보유금액',
    `user_id` varchar(20) NOT NULL COMMENT '유저 ID',
    PRIMARY KEY (`id`)
);

CREATE TABLE `point_reservation`
(
    `id`              bigint  NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
    `amount`          bigint  NOT NULL COMMENT '적립금액',
    `available_days`  int     NOT NULL COMMENT '유효기간',
    `earned_date`     date    NOT NULL COMMENT '적립일자',
    `is_executed`     tinyint NOT NULL COMMENT '적용여부',
    `point_wallet_id` bigint  NOT NULL COMMENT '포인트 지갑 ID',
    PRIMARY KEY (`id`)
);

CREATE TABLE `point`
(
    `id`              bigint  NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
    `amount`          bigint  NOT NULL COMMENT '적립금액',
    `earned_date`     date    NOT NULL COMMENT '적립일자',
    `expire_date`     date    NOT NULL COMMENT '만료일자',
    `is_used`         tinyint NOT NULL COMMENT '사용유무',
    `is_expired`      tinyint NOT NULL COMMENT '만료여부',
    `point_wallet_id` bigint  NOT NULL COMMENT '포인트 지갑 ID',
    PRIMARY KEY (`id`)
);

CREATE TABLE `message`
(
    `id`      bigint       NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID',
    `user_id` varchar(20)  NOT NULL COMMENT '유저 ID',
    `title`   varchar(200) NOT NULL COMMENT '제목',
    `content` text         NOT NULL COMMENT '내용',
    PRIMARY KEY (`id`)
);
  • 사용자의 포인트를 보관하는 지갑을 나타내는 `point_wallet` 테이블
  • 사용자에게 포인트가 적립될 예정임을 나타내는 `point_reservation` 테이블
  • 사용자의 포인트를 나타내는 `point` 테이블
  • 포인트 소멸 또는 증액 예정에 대한 알람을 나타내는 `message` 테이블

지금까지는 비즈니스 로직에 관련된 테이블이었다. 여기서 끝나면 안된다. 왜냐하면 스프링 배치를 돌리기 위해 필요한 테이블들이 있다.

Spring Batch Meta-Data Schema

Spring BatchJob, Step, 및 실행 중인 Batch Job의 상태에 대한 정보를 기록하기 위해 다양한 메타데이터 테이블을 사용한다. 그래서 배치작업을 할 때 이 메타데이터 테이블들이 있어야 한다. 어떻게 만들까? `schema-*.sql` 이라는 파일명으로 된 DDL 스크립트를 제공한다. 저기서 `*`은 내가 사용하는 데이터베이스를 의미한다. 그래서 나는 H2를 사용하니까 `schema-h2.sql` 이라는 파일명을 찾으면 된다! 아래처럼 IntelliJ에서 파일을 찾아보면 스크립트 파일 하나가 나올것이다.

 

해당 파일을 열어보면 다음과 같이 생겼다.

-- Autogenerated: do not edit this file

CREATE TABLE BATCH_JOB_INSTANCE  (
	JOB_INSTANCE_ID BIGINT GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY PRIMARY KEY ,
	VERSION BIGINT ,
	JOB_NAME VARCHAR(100) NOT NULL,
	JOB_KEY VARCHAR(32) NOT NULL,
	constraint JOB_INST_UN unique (JOB_NAME, JOB_KEY)
) ;

CREATE TABLE BATCH_JOB_EXECUTION  (
	JOB_EXECUTION_ID BIGINT GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY PRIMARY KEY ,
	VERSION BIGINT  ,
	JOB_INSTANCE_ID BIGINT NOT NULL,
	CREATE_TIME TIMESTAMP(9) NOT NULL,
	START_TIME TIMESTAMP(9) DEFAULT NULL ,
	END_TIME TIMESTAMP(9) DEFAULT NULL ,
	STATUS VARCHAR(10) ,
	EXIT_CODE VARCHAR(2500) ,
	EXIT_MESSAGE VARCHAR(2500) ,
	LAST_UPDATED TIMESTAMP(9),
	constraint JOB_INST_EXEC_FK foreign key (JOB_INSTANCE_ID)
	references BATCH_JOB_INSTANCE(JOB_INSTANCE_ID)
) ;

CREATE TABLE BATCH_JOB_EXECUTION_PARAMS  (
	JOB_EXECUTION_ID BIGINT NOT NULL ,
	PARAMETER_NAME VARCHAR(100) NOT NULL ,
	PARAMETER_TYPE VARCHAR(100) NOT NULL ,
	PARAMETER_VALUE VARCHAR(2500) ,
	IDENTIFYING CHAR(1) NOT NULL ,
	constraint JOB_EXEC_PARAMS_FK foreign key (JOB_EXECUTION_ID)
	references BATCH_JOB_EXECUTION(JOB_EXECUTION_ID)
) ;

CREATE TABLE BATCH_STEP_EXECUTION  (
	STEP_EXECUTION_ID BIGINT GENERATED BY DEFAULT AS IDENTITY PRIMARY KEY ,
	VERSION BIGINT NOT NULL,
	STEP_NAME VARCHAR(100) NOT NULL,
	JOB_EXECUTION_ID BIGINT NOT NULL,
	CREATE_TIME TIMESTAMP(9) NOT NULL,
	START_TIME TIMESTAMP(9) DEFAULT NULL ,
	END_TIME TIMESTAMP(9) DEFAULT NULL ,
	STATUS VARCHAR(10) ,
	COMMIT_COUNT BIGINT ,
	READ_COUNT BIGINT ,
	FILTER_COUNT BIGINT ,
	WRITE_COUNT BIGINT ,
	READ_SKIP_COUNT BIGINT ,
	WRITE_SKIP_COUNT BIGINT ,
	PROCESS_SKIP_COUNT BIGINT ,
	ROLLBACK_COUNT BIGINT ,
	EXIT_CODE VARCHAR(2500) ,
	EXIT_MESSAGE VARCHAR(2500) ,
	LAST_UPDATED TIMESTAMP(9),
	constraint JOB_EXEC_STEP_FK foreign key (JOB_EXECUTION_ID)
	references BATCH_JOB_EXECUTION(JOB_EXECUTION_ID)
) ;

CREATE TABLE BATCH_STEP_EXECUTION_CONTEXT  (
	STEP_EXECUTION_ID BIGINT NOT NULL PRIMARY KEY,
	SHORT_CONTEXT VARCHAR(2500) NOT NULL,
	SERIALIZED_CONTEXT LONGVARCHAR ,
	constraint STEP_EXEC_CTX_FK foreign key (STEP_EXECUTION_ID)
	references BATCH_STEP_EXECUTION(STEP_EXECUTION_ID)
) ;

CREATE TABLE BATCH_JOB_EXECUTION_CONTEXT  (
	JOB_EXECUTION_ID BIGINT NOT NULL PRIMARY KEY,
	SHORT_CONTEXT VARCHAR(2500) NOT NULL,
	SERIALIZED_CONTEXT LONGVARCHAR ,
	constraint JOB_EXEC_CTX_FK foreign key (JOB_EXECUTION_ID)
	references BATCH_JOB_EXECUTION(JOB_EXECUTION_ID)
) ;

CREATE SEQUENCE BATCH_STEP_EXECUTION_SEQ;
CREATE SEQUENCE BATCH_JOB_EXECUTION_SEQ;
CREATE SEQUENCE BATCH_JOB_SEQ;
  • 이 스크립트 역시 실행해서 메타데이터 테이블을 만들면 된다.
  • 각각의 테이블이 정확히 어떤 내용인지는 다음 공식 문서를 참조하자. 그런데, 이름만 봐도 이게 어떤 테이블인지는 감이 대충 온다.
 

Meta-Data Schema :: Spring Batch

The Spring Batch Metadata tables closely match the domain objects that represent them in Java. For example, JobInstance, JobExecution, JobParameters, and StepExecution map to BATCH_JOB_INSTANCE, BATCH_JOB_EXECUTION, BATCH_JOB_EXECUTION_PARAMS, and BATCH_ST

docs.spring.io

 

 

엔티티 만들기

데이터베이스와 테이블을 만들었으니 이제 엔티티를 만들어보자.

 

Message

package cwchoiit.pointbatch.message.entity;

import jakarta.persistence.*;
import lombok.AccessLevel;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;

@Entity
@Table(name = "MESSAGE")
@NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PROTECTED)
@AllArgsConstructor
@Getter
public class Message {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(name = "user_id", nullable = false)
    private String userId;

    @Column(name = "title", nullable = false)
    private String title;

    @Column(name = "content", nullable = false, columnDefinition = "text")
    private String content;
}

MessageRepository

package cwchoiit.pointbatch.message.repository;

import cwchoiit.pointbatch.message.entity.Message;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface MessageRepository extends JpaRepository<Message, Long> {
}

 

Point

package cwchoiit.pointbatch.point.entity;

import jakarta.persistence.*;
import lombok.AccessLevel;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.math.BigInteger;
import java.time.LocalDate;

@Entity
@Table(name = "POINT")
@NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PROTECTED)
@AllArgsConstructor
@Getter
public class Point {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "point_wallet_id", nullable = false)
    private PointWallet pointWallet;

    @Column(name = "amount", nullable = false, columnDefinition = "BIGINT")
    private BigInteger amount;

    @Column(name = "earned_date", nullable = false)
    private LocalDate earnedDate;

    @Column(name = "expire_date", nullable = false)
    private LocalDate expireDate;

    @Column(name = "is_used", nullable = false, columnDefinition = "TINYINT", length = 1)
    private boolean used;

    @Column(name = "is_expired", nullable = false, columnDefinition = "TINYINT", length = 1)
    private boolean expired;

    public Point(PointWallet pointWallet, BigInteger amount, LocalDate earnedDate, LocalDate expireDate) {
        this.pointWallet = pointWallet;
        this.amount = amount;
        this.earnedDate = earnedDate;
        this.expireDate = expireDate;
        this.used = false;
        this.expired = false;
    }

    public void expire() {
        if (!this.used) {
            this.expired = true;
        }
    }
}

PointRepository

package cwchoiit.pointbatch.point.repository;

import cwchoiit.pointbatch.point.entity.Point;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface PointRepository extends JpaRepository<Point, Long> {
}

 

PointWallet

package cwchoiit.pointbatch.point.entity;

import jakarta.persistence.*;
import lombok.*;

import java.math.BigInteger;

@Entity
@Table(name = "POINT_WALLET")
@NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PROTECTED)
@AllArgsConstructor
@Getter
public class PointWallet {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(name = "user_id", unique = true, nullable = false)
    private String userId;

    @Column(name = "amount", columnDefinition = "BIGINT")
    BigInteger amount;
}

PointWalletRepository

package cwchoiit.pointbatch.point.repository;

import cwchoiit.pointbatch.point.entity.PointWallet;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface PointWalletRepository extends JpaRepository<PointWallet, Long> {
}

 

PointReservation

package cwchoiit.pointbatch.reservation.entity;

import cwchoiit.pointbatch.point.entity.PointWallet;
import jakarta.persistence.*;
import lombok.AccessLevel;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.math.BigInteger;
import java.time.LocalDate;

@Entity
@Table(name = "POINT_RESERVATION")
@NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PROTECTED)
@AllArgsConstructor
@Getter
public class PointReservation {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "point_wallet_id", nullable = false)
    private PointWallet pointWallet;

    @Column(name = "amount", nullable = false, columnDefinition = "BIGINT")
    private BigInteger amount;

    @Column(name = "earned_date", nullable = false)
    private LocalDate earnedDate;

    @Column(name = "available_days", nullable = false)
    private int availableDays;

    @Column(name = "is_executed", columnDefinition = "TINYINT", length = 1)
    private boolean executed;

    public PointReservation(PointWallet pointWallet, BigInteger amount, LocalDate earnedDate, int availableDays) {
        this.pointWallet = pointWallet;
        this.amount = amount;
        this.earnedDate = earnedDate;
        this.availableDays = availableDays;
        this.executed = false;
    }

    public void execute() {
        this.executed = true;
    }

    public LocalDate getExpireDate() {
        return this.earnedDate.plusDays(this.availableDays);
    }
}

PointReservationRepository

package cwchoiit.pointbatch.reservation.repository;

import cwchoiit.pointbatch.reservation.entity.PointReservation;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface PointReservationRepository extends JpaRepository<PointReservation, Long> {
}

 

 

테스트 코드 작성하기

이제, 비즈니스 로직을 수행할 Job을 만들건데, 그 Job을 테스트하기 위한 테스트 코드를 같이 작성해보자. 바로 들어가보자.

우선, application.yaml은 동일하게 하나 만들어주자.

 

test/resources/application.yaml

spring:
  batch:
    job:
      name: ${job.name:NONE}
    jdbc:
      initialize-schema: always
  jpa:
    show-sql: true
    hibernate:
      ddl-auto: validate
  datasource:
    url: jdbc:h2:tcp://localhost/~/h2/db/point
    username: sa
    password:
    driver-class-name: org.h2.Driver

 

BatchTestSupport

package cwchoiit.pointbatch;

import cwchoiit.pointbatch.message.repository.MessageRepository;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointRepository;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointWalletRepository;
import cwchoiit.pointbatch.reservation.repository.PointReservationRepository;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.springframework.batch.core.Job;
import org.springframework.batch.core.JobExecution;
import org.springframework.batch.core.JobParameters;
import org.springframework.batch.core.launch.JobLauncher;
import org.springframework.batch.core.repository.JobRepository;
import org.springframework.batch.test.JobLauncherTestUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.ActiveProfiles;

@SpringBootTest
@ActiveProfiles("test")
public abstract class BatchTestSupport {

    @Autowired
    private JobLauncher jobLauncher;

    @Autowired
    private JobRepository jobRepository;

    @Autowired
    PointWalletRepository pointWalletRepository;

    @Autowired
    PointRepository pointRepository;

    @Autowired
    MessageRepository messageRepository;

    @Autowired
    PointReservationRepository pointReservationRepository;

    protected JobExecution launchJob(Job job, JobParameters jobParameters) throws Exception {
        JobLauncherTestUtils jobLauncherTestUtils = new JobLauncherTestUtils();
        jobLauncherTestUtils.setJob(job);
        jobLauncherTestUtils.setJobLauncher(jobLauncher);
        jobLauncherTestUtils.setJobRepository(jobRepository);
        return jobLauncherTestUtils.launchJob(jobParameters);
    }

    @AfterEach
    protected void deleteAll() {
        pointWalletRepository.deleteAll();
        pointRepository.deleteAll();
        messageRepository.deleteAll();
        pointReservationRepository.deleteAll();
    }
}
  • 이 파일은, Job을 실행할 때 공통적으로 처리하는 부분들을 따로 빼서 유틸리티 느낌으로 계속 사용하기 위해 만든 클래스이다.
  • 테스트 코드를 작성하는 클래스는 모두 이 클래스를 상속받을 것이라 @SpringBootTest, @ActiveProfiles 애노테이션을 달아주었다. 
@Autowired
private JobLauncher jobLauncher;

@Autowired
private JobRepository jobRepository;
  • 이 두개는 스프링 배치에서 제공해주는 빈들이다. 잡을 실행하기 위한 빈인 JobLauncher, 스프링 메타데이터 테이블에 접근하기 위한 빈인 JobRepository.
protected JobExecution launchJob(Job job, JobParameters jobParameters) throws Exception {
    JobLauncherTestUtils jobLauncherTestUtils = new JobLauncherTestUtils();
    jobLauncherTestUtils.setJob(job);
    jobLauncherTestUtils.setJobLauncher(jobLauncher);
    jobLauncherTestUtils.setJobRepository(jobRepository);
    return jobLauncherTestUtils.launchJob(jobParameters);
}
  • 실제로 Job을 실행하는 메서드이다. 파라미터로는 실행할 Job, Job을 실행할 때 사용되는 Parameter를 받는다.
  • JobLauncherTestUtils는 스프링 배치 테스트 라이브러리에서 제공해주는 테스트를 할때 유용하게 사용할 수 있는 녀석이다. 위 코드에서처럼 Job, JobLauncher, JobRepository, JobParameters를 넘겨주고 Job을 실행할 수 있다.
@AfterEach
protected void deleteAll() {
    pointWalletRepository.deleteAll();
    pointRepository.deleteAll();
    messageRepository.deleteAll();
    pointReservationRepository.deleteAll();
}
  • 이 부분은 테스트를 진행하면서 생기는 레코드들을 전부 삭제하고 싶어서 만든 부분이다. 분명, 더 좋은 방법이 있을것이라고 생각한다. 원래 스프링 부트 테스트를 실행할 때 아무런 데이터베이스 정보를 넣어주지 않으면 메모리 H2 데이터베이스를 자동으로 사용하게 해주는데 그 데이터베이스에 스프링 메타데이터 테이블을 어떻게 넣는지 모르고 있는 상태라 테스트용 데이터베이스가 아닌 실제 데이터베이스로 테스트를 진행중이다. 그래서 위 코드를 사용중에 있다.

만료된 포인트 배치 작업 처리하기

ExpirePointJobConfigurationTest

package cwchoiit.pointbatch.point.job;

import cwchoiit.pointbatch.BatchTestSupport;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.Point;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.PointWallet;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointRepository;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointWalletRepository;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.batch.core.Job;
import org.springframework.batch.core.JobExecution;
import org.springframework.batch.core.JobParameters;
import org.springframework.batch.core.JobParametersBuilder;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import java.math.BigInteger;
import java.time.LocalDate;
import java.util.List;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.springframework.batch.core.ExitStatus.COMPLETED;

class ExpirePointJobConfigurationTest extends BatchTestSupport {

    @Autowired
    Job expirePointJob;

    @Autowired
    PointWalletRepository pointWalletRepository;

    @Autowired
    PointRepository pointRepository;

    @Test
    void expirePointJob() throws Exception {

        LocalDate earnDate = LocalDate.of(2024, 11, 1);
        LocalDate expireDate = LocalDate.of(2024, 11, 3);

        PointWallet savedPointWallet = pointWalletRepository.save(new PointWallet("userA", BigInteger.valueOf(6000)));

        pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));
        pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));
        pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));

        JobParameters jobParameters = new JobParametersBuilder()
                .addString("today", "2024-11-09")
                .toJobParameters();
        JobExecution jobExecution = launchJob(expirePointJob, jobParameters);
        assertThat(jobExecution.getExitStatus()).isEqualTo(COMPLETED);

        List<Point> points = pointRepository.findAll();
        assertThat(points.stream().filter(Point::isExpired)).hasSize(3);

        PointWallet changedPointWallet = pointWalletRepository.findById(savedPointWallet.getId()).orElse(null);
        assertThat(changedPointWallet).isNotNull();
        assertThat(changedPointWallet.getAmount()).isEqualTo(BigInteger.valueOf(3000));
    }
}
  • 이제 첫번째 배치성 비즈니스 로직을 작성해보자. 우선, 가장 먼저 만료된 포인트를 처리하는 배치를 작성해보자.
  • 테스트 코드와 비즈니스 로직 코드를 같이 작성하자. 그래서 위 코드를 작성했다. 한 줄 한 줄 살펴보자.
LocalDate earnDate = LocalDate.of(2024, 11, 1);
LocalDate expireDate = LocalDate.of(2024, 11, 3);

PointWallet savedPointWallet = pointWalletRepository.save(new PointWallet("userA", BigInteger.valueOf(6000)));

pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));
pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));
pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));
  • 우선, 이 부분은 데이터베이스에 레코드를 추가하는 부분이다. 필요한 엔티티는 PointWallet 엔티티 하나, Point 엔티티 3개가 필요하다. 그러니까 한명의 유저의 포인트 지갑에 포인트가 3개 들어간다고 보면 된다. 
  • 포인트는 3개 전부 다 1000 포인트, 포인트 지급일은 2024-11-01, 포인트 만료일은 2024-11-03일로 동일하다.
JobParameters jobParameters = new JobParametersBuilder()
                .addString("today", "2024-11-09")
                .toJobParameters();
JobExecution jobExecution = launchJob(expirePointJob, jobParameters);
assertThat(jobExecution.getExitStatus()).isEqualTo(COMPLETED);

List<Point> points = pointRepository.findAll();
assertThat(points.stream().filter(Point::isExpired)).hasSize(3);

PointWallet changedPointWallet = pointWalletRepository.findById(savedPointWallet.getId()).orElse(null);
assertThat(changedPointWallet).isNotNull();
assertThat(changedPointWallet.getAmount()).isEqualTo(BigInteger.valueOf(3000));
  • 그리고 Job을 실행하기 위한 JobParameters를 생성한다. today라는 key에 2024-11-09일 이라는 날짜를 입력한다.
  • 아까 BatchTestSupport에서 만든 launchJob(...) 메서드를 실행한다. JobexpirePointJob을 넘겨준다. 이 Job은 아직 만들지 않았다. 곧 만들어보자. JobParameters로는 today가 들어있는 jobParameters를 넘기자.
  • 그러니까, 오늘날짜보다 만료일이 더 이전인 포인트를 전부 유효하지 않은 포인트 처리를 하는 배치 작업인 것이다.
  • 그리고 배치 작업을 실행했으면 테스트 결과를 찍어봐야 하니까 실행한 JobExecutionExitStatus 값이 COMPLETED인지 확인하고, 모든 포인트들을 찾아서 포인트가 만료된 개수가 3개 모두 인지 확인하고, 포인트 지갑의 남아있는 포인트가 3000인지도 확인한다. 

 

자, 이제 Job을 만들어보자!

 

ExpirePointJobConfiguration

package cwchoiit.pointbatch.point.job;

import cwchoiit.pointbatch.point.job.validator.TodayJobParameterValidator;
import org.springframework.batch.core.Job;
import org.springframework.batch.core.Step;
import org.springframework.batch.core.job.builder.JobBuilder;
import org.springframework.batch.core.repository.JobRepository;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class ExpirePointJobConfiguration {

    @Bean
    public Job expirePointJob(JobRepository jobRepository, Step expirePointStep, TodayJobParameterValidator validator) {
        return new JobBuilder("expirePointJob", jobRepository)
                .validator(validator)
                .start(expirePointStep)
                .build();
    }
}
  • Job, Step 모두 빈으로 등록해야 한다. 그래서 @Bean 애노테이션을 사용한다.
  • 아까 만들기로 했던 expirePointJob을 만들자. 파라미터로는 JobRepository, Step, TodayJobParameterValidator가 들어간다. 아직 Step expirePointStep, TodayJobParameterValidator validator는 만들지 않았다.
  • JobBuilder를 통해서 새로운 Job을 만들고 validator 적용, 실행할 Step 적용을 하고 build()를 호출한다.

얼른 TodayJobParameterValidator를 만들어보자.

TodayJobParameterValidator

package cwchoiit.pointbatch.point.job.validator;

import org.springframework.batch.core.JobParameters;
import org.springframework.batch.core.JobParametersInvalidException;
import org.springframework.batch.core.JobParametersValidator;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeParseException;

@Component
public class TodayJobParameterValidator implements JobParametersValidator {

    @Override
    public void validate(JobParameters parameters) throws JobParametersInvalidException {
        if (parameters == null) {
            throw new JobParametersInvalidException("JobParameters is null");
        }
        String today = parameters.getString("today");
        if (today == null) {
            throw new JobParametersInvalidException("JobParameters [today] is null");
        }

        try {
            LocalDate.parse(today);
        } catch (DateTimeParseException e) {
            throw new JobParametersInvalidException("JobParameters [today] is not a valid date");
        }
    }
}
  • 스프링 배치는 JobParameters를 검증할 수 있는 JobParametersValidator를 제공한다. 이것을 구현한 클래스가 바로 TodayJobParameterValidator이다.
  • 구현 로직은 간단하다. Parameter가 있는지, 있다면 today라는 파라미터가 있는지를 검증하고, today라는 파라미터의 값으로 LocalDate로 파싱이 가능한지를 검증한다. 셋 중 하나라도 문제가 발생하면 JobParametersInvalidException을 발생시킨다.

 

이제 expirePointStep을 만들어보자!

 

ExpirePointStepConfiguration

package cwchoiit.pointbatch.point.job;

import cwchoiit.pointbatch.point.entity.Point;
import cwchoiit.pointbatch.point.entity.PointWallet;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointRepository;
import cwchoiit.pointbatch.point.repository.PointWalletRepository;
import jakarta.persistence.EntityManagerFactory;
import org.springframework.batch.core.Step;
import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.JobScope;
import org.springframework.batch.core.configuration.annotation.StepScope;
import org.springframework.batch.core.repository.JobRepository;
import org.springframework.batch.core.step.builder.StepBuilder;
import org.springframework.batch.item.ItemProcessor;
import org.springframework.batch.item.ItemWriter;
import org.springframework.batch.item.database.JpaPagingItemReader;
import org.springframework.batch.item.database.builder.JpaPagingItemReaderBuilder;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager;

import java.time.LocalDate;
import java.util.Map;

@Configuration
public class ExpirePointStepConfiguration {

    @Bean
    @StepScope
    public JpaPagingItemReader<Point> expirePointItemReader(EntityManagerFactory entityManagerFactory,
                                                            @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(jobParameters[today])}") LocalDate today) {
        return new JpaPagingItemReaderBuilder<Point>()
                .name("expirePointItemReader")
                .entityManagerFactory(entityManagerFactory)
                .queryString("SELECT p FROM Point p WHERE p.expireDate < :today and used = false and expired = false")
                .parameterValues(Map.of("today", today))
                .pageSize(1000)
                .build();
    }

    @Bean
    @StepScope
    public ItemProcessor<Point, Point> expirePointItemProcessor() {
        return point -> {
            point.setExpired(true);
            PointWallet wallet = point.getPointWallet();
            wallet.setAmount(wallet.getAmount().subtract(point.getAmount()));
            return point;
        };
    }

    @Bean
    @StepScope
    public ItemWriter<Point> expirePointItemWriter(PointRepository pointRepository,
                                                   PointWalletRepository pointWalletRepository) {
        return points -> {
            for (Point point : points) {
                if (point.isExpired()) {
                    pointRepository.save(point);
                    pointWalletRepository.save(point.getPointWallet());
                }
            }
        };
    }

    @Bean
    @JobScope
    public Step expirePointStep(JobRepository jobRepository,
                                PlatformTransactionManager transactionManager,
                                JpaPagingItemReader<Point> expirePointItemReader,
                                ItemProcessor<Point, Point> expirePointItemProcessor,
                                ItemWriter<Point> expirePointItemWriter) {
        return new StepBuilder("expirePointStep", jobRepository)
                .<Point, Point>chunk(1000, transactionManager)
                .reader(expirePointItemReader)
                .processor(expirePointItemProcessor)
                .writer(expirePointItemWriter)
                .build();
    }
}
  • StepStep을 구성하는 reader, processor, writer를 만들었다. 참고로 이게 어떤 내용인지는 이미 이전 포스팅에 다 작성을 했기 때문에 참고하면 된다. 가장 먼저, Step을 확인해보자.
@Bean
@JobScope
public Step expirePointStep(JobRepository jobRepository,
                            PlatformTransactionManager transactionManager,
                            JpaPagingItemReader<Point> expirePointItemReader,
                            ItemProcessor<Point, Point> expirePointItemProcessor,
                            ItemWriter<Point> expirePointItemWriter) {
    return new StepBuilder("expirePointStep", jobRepository)
            .<Point, Point>chunk(1000, transactionManager)
            .reader(expirePointItemReader)
            .processor(expirePointItemProcessor)
            .writer(expirePointItemWriter)
            .build();
}
  • 우선은 Step도 빈으로 등록되어야 하기 때문에 @Bean 애노테이션을 달았고, 이 Step을 사용하는 Job이 실행될 때 이 Step이 로딩되기를 원하기 때문에 @JobScope 애노테이션을 작성했다. 
  • StepBuilder를 사용해서, Step을 만들어내는데, 데이터베이스에 데이터가 너무 많은 경우 한번에 다 가져올 수 없으니 chunk를 통해 1000개씩 쪼개서 가져오도록 했고, reader, processor, writer를 집어넣었다.
  • 참고로 PlatformTransactionManager는 스프링에서 제공해주는 트랜잭션 매니저이다. 그러니까 이 작업동안에 사용할 트랜잭션을 제공한다고 보면 된다.

expirePointItemReader

@Bean
@StepScope
public JpaPagingItemReader<Point> expirePointItemReader(EntityManagerFactory entityManagerFactory,
                                                        @Value("#{T(java.time.LocalDate).parse(jobParameters[today])}") LocalDate today) {
    return new JpaPagingItemReaderBuilder<Point>()
            .name("expirePointItemReader")
            .entityManagerFactory(entityManagerFactory)
            .queryString("SELECT p FROM Point p WHERE p.expireDate < :today and used = false and expired = false")
            .parameterValues(Map.of("today", today))
            .pageSize(1000)
            .build();
}
  • 역시 이 Reader도 연관된 스텝이 사용될 때 로딩되도록 @StepScope를 사용했다.
  • 간단하게 JPAJPQL로 원하는 데이터를 읽어온다. 우리가 원하는건 "포인트 테이블에서 파라미터로 전달받은 오늘 날짜보다 만료일이 이전이고, 사용하지 않았고, 만료 체크되지도 않은 모든 포인트"를 가져오고 싶다.
  • 이렇게 가져온 데이터들이 Processor로 넘어간다.

expirePointItemProcessor

@Bean
@StepScope
public ItemProcessor<Point, Point> expirePointItemProcessor() {
    return point -> {
        point.setExpired(true);
        PointWallet wallet = point.getPointWallet();
        wallet.setAmount(wallet.getAmount().subtract(point.getAmount()));
        return point;
    };
}
  • 역시 이 Processor도 연관된 스텝이 사용될 때 로딩되도록 @StepScope를 사용했다.
  • 가져온 데이터를 Point 타입에서 Point 타입으로 처리할 것이므로(다른 말로 타입의 변환은 일으키지 않을 것이라는 말이다) <Point, Point>를 사용했다.
  • 각 포인트의 만료여부를 `true`로 변경한다.
  • 그리고 해당 포인트를 가지고 있는 PointWallet의 포인트 가격을 지금 이 포인트가 들고있는 가격만큼 차감한다. (만료된 포인트니까)

expirePointItemWriter

@Bean
@StepScope
public ItemWriter<Point> expirePointItemWriter(PointRepository pointRepository,
                                               PointWalletRepository pointWalletRepository) {
    return points -> {
        for (Point point : points) {
            if (point.isExpired()) {
                pointRepository.save(point);
                pointWalletRepository.save(point.getPointWallet());
            }
        }
    };
}
  • 역시 이 Writer도 연관된 스텝이 사용될 때 로딩되도록 @StepScope를 사용했다.
  • 이제 처리한 모든 포인트들을 순회하며, 만료여부가 `true`인 경우, 작업처리된 포인트와 포인트지갑을 반영해야 하므로 save()를 호출해준다.

 

이렇게 Job, Step, Reader, Processor, Writer를 전부 구현했다. 이제 실행해보자! 아까 테스트 코드로 만든 아래 코드를 실행하자!

@Test
void expirePointJob() throws Exception {

    LocalDate earnDate = LocalDate.of(2024, 11, 1);
    LocalDate expireDate = LocalDate.of(2024, 11, 3);

    PointWallet savedPointWallet = pointWalletRepository.save(new PointWallet("userA", BigInteger.valueOf(6000)));

    pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));
    pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));
    pointRepository.save(new Point(savedPointWallet, BigInteger.valueOf(1000), earnDate, expireDate));

    JobParameters jobParameters = new JobParametersBuilder()
            .addString("today", "2024-11-12")
            .toJobParameters();
    JobExecution jobExecution = launchJob(expirePointJob, jobParameters);
    assertThat(jobExecution.getExitStatus()).isEqualTo(COMPLETED);

    List<Point> points = pointRepository.findAll();
    assertThat(points.stream().filter(Point::isExpired)).hasSize(3);

    PointWallet changedPointWallet = pointWalletRepository.findById(savedPointWallet.getId()).orElse(null);
    assertThat(changedPointWallet).isNotNull();
    assertThat(changedPointWallet.getAmount()).isEqualTo(BigInteger.valueOf(3000));
}

실행 결과

  • 테스트가 성공적으로 끝났다. 다시 한번 실행해보자!

재실행 결과

  • 어? 테스트에 실패했다 왜 그럴까?

에러 내용은 다음과 같다.

A job instance already exists and is complete for identifying parameters={'today':'{value=2024-11-12, type=class java.lang.String, identifying=true}'}.  If you want to run this job again, change the parameters.
org.springframework.batch.core.repository.JobInstanceAlreadyCompleteException: A job instance already exists and is complete for identifying parameters={'today':'{value=2024-11-12, type=class java.lang.String, identifying=true}'}.  If you want to run this job again, change the parameters.
  • 쉽게 말해, 이미 같은 파라미터로 실행한 Job Instance가 존재한다는 것이다. 스프링 배치는 설계하기를 배치성 로직을 같은 파라미터로 한번 더 수행하는 것을 잘못된 수행으로 판단했다. 그도 그럴것이 배치성이라는게 날 잡아서 큰 작업을 한번에 처리하는건데 이것을 동일한 데이터로 한번 더하면 문제가 될 수 있다고 판단하는 것이다.
  • 그래서, 실행하기 전 아까 위에서 말한 메타데이터 테이블로 같은 파라미터로 실행된 Job이 있는지 먼저 확인을 한다. 

 

정리

아직 할 게 더 남았지만, 포스팅이 길어지니까 다음 포스팅에 계속하겠다. 그래도 포인트 만료시키는 배치 작업을 해보면서 어느정도 스프링 배치에 대해 감을 좀 잡았다.

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