@PersistenceContext 애너테이션

3 분 소요

0. 들어가면서

EntityManagerFactory 클래스 포스트에선 스레드 안전(thread safe)하지 않은 엔티티 매니저(EntityManager)를 안전하게 사용하는 방법들 중 한 가지인 EntityManagerFactory 클래스에 대해 정리하였습니다. 이번엔 @PersistenceContext 애너테이션을 통해 엔티티 매니저의 스레드 안전성을 도모하는 방법에 대해 정리해보았습니다.

1. @PersistenceContext 애너테이션

@Autowired 애너테이션을 통해 빈(bean)을 주입 받듯이 @PersistenceContext 애너테이션을 사용하면 EntityManager 빈을 주입 받을 수 있습니다. EntityManager의 실제 구현 클래스의 객체가 아닌 프록시(proxy) 객체를 주입 받습니다.

EntityManagerProxy 인터페이스

package org.springframework.orm.jpa;

import javax.persistence.EntityManager;

public interface EntityManagerProxy extends EntityManager {

    EntityManager getTargetEntityManager() throws IllegalStateException;

}

@PersistenceContext 애너테이션을 통한 빈 주입

2. SharedEntityManagerInvocationHandler 클래스

주입 받은 엔티티 매니저를 호출하면 프록시 내부에 invocationHandler 객체로 등록된 SharedEntityManagerInvocationHandler 인스턴스를 사용합니다. SharedEntityManagerInvocationHandler 인스턴스의 invoke 메소드를 살펴보면 다음과 같은 내용을 확인할 수 있습니다.

EntityManagerFactoryUtils.doGetTransactionalEntityManager 호출 라인
- 해당 스레드에 트랜잭션이 시작된 엔티티 매니저가 있다면 이를 반환합니다.
- 해당 스레드에 엔티티 매니저가 없다면 새로운 엔티티 매니저를 생성 후 반환합니다.
Object result = method.invoke(target, args) 호출 라인
- 획득한 엔티티 매니저(target)로 프록시 외부에서 호출한 메소드를 실행합니다.

    @Override
    @Nullable
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        
        // ...

        // Determine current EntityManager: either the transactional one managed by the factory or a temporary one for the given invocation.
        EntityManager target = EntityManagerFactoryUtils.doGetTransactionalEntityManager(
                this.targetFactory, this.properties, this.synchronizedWithTransaction);

        switch (method.getName()) {
            case "getTargetEntityManager":
                if (target == null) {
                    throw new IllegalStateException("No transactional EntityManager available");
                }
                return target;
            case "unwrap":
                Class<?> targetClass = (Class<?>) args[0];
                if (targetClass == null) {
                    return (target != null ? target : proxy);
                }
                if (target == null) {
                    throw new IllegalStateException("No transactional EntityManager available");
                }
                break;
        }

        // ...

        // Invoke method on current EntityManager.
        try {
            Object result = method.invoke(target, args);
            if (result instanceof Query) {
                Query query = (Query) result;
                if (isNewEm) {
                    Class<?>[] ifcs = cachedQueryInterfaces.computeIfAbsent(query.getClass(), key ->
                            ClassUtils.getAllInterfacesForClass(key, this.proxyClassLoader));
                    result = Proxy.newProxyInstance(this.proxyClassLoader, ifcs,
                            new DeferredQueryInvocationHandler(query, target));
                    isNewEm = false;
                }
                else {
                    EntityManagerFactoryUtils.applyTransactionTimeout(query, this.targetFactory);
                }
            }
            return result;
        } catch (InvocationTargetException ex) {
            throw ex.getTargetException();
        } finally {
            if (isNewEm) {
                EntityManagerFactoryUtils.closeEntityManager(target);
            }
        }
    }

3. Example

EntityManagerFactory 클래스를 직접 사용하면 @Transactional 애너테이션을 통한 트랜잭션 처리가 불가능합니다. 반면에 @PersistenceContext 애너테이션을 통해 주입 받은 엔티티 매니저를 사용하면 @Transactional 애너테이션을 통한 트랜잭션 처리가 가능합니다. 간단한 예시 코드를 통해 확인해보겠습니다.

3.1. PcAnnotationService 클래스

데이터 생성 후 조회하는 간단한 비즈니스 로직을 트랜잭션 처리합니다.
롤백을 유도하기 위해 플래그(flag) 값으로 의도적인 예외를 던집니다.

package action.in.blog.annotation;

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
public class PcAnnotationService {

    private final PcAnnotationStore pcAnnotationStore;

    public PcAnnotationService(PcAnnotationStore pcAnnotationStore) {
        this.pcAnnotationStore = pcAnnotationStore;
    }

    @Transactional
    public PcAnnotationEntity findEntityAfterInsert(String name, boolean intentionallyException) {
        pcAnnotationStore.createFactoryEntity(name);
        if (intentionallyException) {
            throw new RuntimeException("throw intentionallyException");
        }
        return pcAnnotationStore.findByName(name);
    }
}

3.2. PcAnnotationStore 클래스

엔티티 매니저를 @PersistenceContext 애너테이션을 통해 주입 받습니다.
데이터 추가, 조회 기능을 제공합니다.

package action.in.blog.annotation;

import org.springframework.stereotype.Repository;

import javax.persistence.EntityManager;
import javax.persistence.PersistenceContext;
import javax.persistence.TypedQuery;

@Repository
public class PcAnnotationStore {

    @PersistenceContext
    private EntityManager em;

    public void createFactoryEntity(String name) {
        em.persist(PcAnnotationEntity.builder()
                .name(name)
                .build());
    }

    public PcAnnotationEntity findByName(String name) {
        TypedQuery<PcAnnotationEntity> query = em.createQuery("select pc from PcAnnotationEntity pc where pc.name = :name", PcAnnotationEntity.class);
        query.setParameter("name", name);
        return query.getSingleResult();
    }
}

4. Tests

예외가 발생하지 않는 경우
- 데이터가 정상적으로 추가됩니다.
- 추가된 데이터를 DB에서 발급받은 ID로 조회할 수 있습니다.
예외가 발생하는 경우
- 데이터가 정상적으로 추가되지 않습니다.
- 데이터 검색 시 NoResultException 예외가 발생합니다.

package action.in.blog.annotation;

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 javax.persistence.*;

import static org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat;
import static org.hamcrest.Matchers.equalTo;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;

@SpringBootTest
public class PcAnnotationServiceIT {

    @PersistenceUnit
    EntityManagerFactory factory;

    @Autowired
    PcAnnotationService sut;

    @Test
    @DisplayName("정상 처리되면 데이터베이스에 데이터가 저장된다.")
    void find_entity_with_exception_after_insert() {

        EntityManager entityManager = factory.createEntityManager();


        PcAnnotationEntity pcAnnotationEntity = sut.findEntityAfterInsert("Hello Word", false);


        PcAnnotationEntity result = entityManager.find(PcAnnotationEntity.class, pcAnnotationEntity.getId());
        assertThat(result.getName(), equalTo(pcAnnotationEntity.getName()));
    }

    @Test
    @DisplayName("비즈니스 로직 중간에 예외가 발생하는 경우 데이터가 롤백된다.")
    void rollback_data_with_exception_after_insert() {
        EntityManager entityManager = factory.createEntityManager();


        RuntimeException exception = assertThrows(RuntimeException.class, () -> {
            sut.findEntityAfterInsert("Hello World", true);
        });
        assertThat(exception.getMessage(), equalTo("throw intentionallyException"));
        assertThrows(NoResultException.class, () -> {
            TypedQuery<PcAnnotationEntity> query = entityManager.createQuery("select pc from PcAnnotationEntity pc where pc.name = :name", PcAnnotationEntity.class);
            query.setParameter("name", "Hello World");
            query.getSingleResult();
        });
    }
}

5. Dependency Injection with @Autowired

위에서 다룬 내용들을 요약하면 다음과 같습니다.

@PersistenceContext 애너테이션을 사용하면 엔티티 매니저 프록시 객체를 주입 받아서 사용합니다.
프록시 객체를 통해 스레드 별로 엔티티 매니저를 생성하고 사용하기 때문에 스레드 안정성을 보장합니다.

일반적으로 @Autowired 애너테이션을 통해 빈을 주입 받으면 어플리케이션 전역에서 사용 중인 객체를 전달받습니다. 때문에 엔티티 매니저를 @Autowired 애너테이션을 통해 주입 받는 것은 위험해보입니다. 하지만, 실제로 @Autowired 애너테이션으로 엔티티 매니저를 주입 받으면 @PersistenceContext 애너테이션과 동일하게 프록시 객체를 주입받습니다. 생성자 주입(constructor injection)을 통해 전달 받는 엔티티 매니저도 동일합니다.

@Autowired 애너테이션을 통한 빈 주입

5.1. @PersistenceContext is same with @Autowired

예전엔 반드시 @PersistenceContext 애너테이션을 사용해야 했지만, 특정 버전 이상부터는 @Autowired 애너테이션도 동일한 기능을 제공하는 것으로 보입니다. 공식 문서에선 확인하지 못 했지만, 관련된 내용을 StackOverflow에 문의한 결과 다음과 같은 답변을 받을 수 있었습니다.

두 방법은 동일하지만, @PersistenceContext 애너테이션을 사용하는 것이 명시적이고, 표준 JPA 사용 방법이다.

TEST CODE REPOSITORY

https://github.com/Junhyunny/blog-in-action/tree/master/2022-12-22-entity-manager-with-persistence-context-annotation

REFERENCE

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강준현

@PersistenceContext 애너테이션

0. 들어가면서

1. @PersistenceContext 애너테이션

EntityManagerProxy 인터페이스

@PersistenceContext 애너테이션을 통한 빈 주입

2. SharedEntityManagerInvocationHandler 클래스

3. Example

3.1. PcAnnotationService 클래스

3.2. PcAnnotationStore 클래스

4. Tests

5. Dependency Injection with @Autowired

@Autowired 애너테이션을 통한 빈 주입

5.1. @PersistenceContext is same with @Autowired

TEST CODE REPOSITORY

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참고

Tracking Direct Memory Usage in JVM

getBytes method of MultipartFile cause out of memory in Java 21

Out of memory error when Direct Buffer Memory allocation

Direct Memory in Java

강준현

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@Autowired 애너테이션을 통한 빈 주입

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