CascadeType in JPA

9 분 소요

1. Entity Lifecycle

JPA(Java Persistence API)의 CascadeType를 정리하기 전에 엔티티 라이프사이클(entity lifecycle)를 먼저 살펴보겠습니다.

비영속(new/transient)
- 엔티티 객체를 새로 생성하였지만 엔티티 매니저(entity manager)에 의해 관리되고 있지 않는 상태입니다.
- 엔티티 객체가 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태입니다.
영속(managed)
- 엔티티 객체가 엔티티 매니저에 의해 관리되고 있는 상태입니다.
- 엔티티 객체가 영속성 컨텍스트에 저장되어 상태입니다.
- persist(E) 메소드를 통해 영속성 컨텍스트에 저장됩니다.
준영속(detached)
- 엔티티 객체가 영속성 컨텍스트에서 분리된 상태입니다.
- 엔티티 객체가 영속성 컨텍스트에서 분리된 상태이므로 엔티티 매니저는 객체의 변화를 감지하지 못합니다.
- detach(E) 메소드를 통해 영속성 컨텍스트에서 분리됩니다.
삭제(removed)
- 엔티티 객체를 영속성 컨텍스트에서 삭제하는 행위입니다.
- remove(E) 메소드를 통해 영속성 컨텍스트에서 삭제됩니다.

https://gunlog.dev/JPA-Persistence-Context/

2. Cascade in JPA

JPA에서 Casecade는 영속성이 전이를 위해 사용합니다.

영속성 전이는 엔티티의 영속성 상태 변화를 연관된 엔티티에도 함께 적용하는 것이다. 예를 들어, 엔티티를 저장할 때 연관된 엔티티도 함께 저장하고, 엔티티를 삭제할 때 연관된 엔티티도 함께 삭제하는 것이 영속성 전이이다.

엔티티들 사이의 관계는 @OneToOne, @OneToMany, @ManyToOne, @ManyToMany 애너테이션을 사용하여 정의합니다. 이 애너테이션들의 cascade 속성(attribute)를 사용하면 연관 관계가 맺어진 엔티티들 사이의 전이 여부와 시점을 지정할 수 있습니다. 다음은 각 CascadeType에 따라 영속성 전이가 이루어지는 시점입니다.

PERSIST
- 엔티티 객체가 new 상태에서 managed 상태로 변경되는 시점
REMOVE
- 엔티티 객체가 managed 상태에서 removed 상태로 변경되는 시점
DETACH
- 엔티티 객체가 managed 상태에서 detached 상태로 변경되는 시점
MERGE
- 엔티티 객체가 detached 상태에서 managed 상태로 변경되는 시점
REFRESH
- 엔티티 매니저의 refresh(E) 메소드 호출 시점
ALL
- 모든 상태 변화에 대해 종속된 엔티티들의 영속 상태를 함께 반영

3. Practice

간단한 테스트 코드를 통해 실습하기 전 위 내용을 간략하게 정리해보면 다음과 같습니다.

특정 엔티티 객체의 영속 상태가 변경될 때 종속된 엔티티 객체들도 함께 반영되는 것을 영속성 전이라고 한다.
JPA는 관계를 맺는 애너테이션을 사용해 영속성 전이를 일으킬 수 있다.
영속성 전이가 일어나는 시점은 CascadeType으로 지정할 수 있다.

3.1. Entity Relationship Diagram

부모 엔티티는 Post 클래스입니다.
종속된 엔티티는 Comment 클래스입니다.

3.2. Entities

Post 클래스입니다.
@OneToMany 애너테이션의 cascade 속성을 사용해 영속성 전이 시점을 바꿔가면서 테스트합니다.

package blog.in.action.cascade.entity;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;

import jakarta.persistence.*;

import java.util.List;

@Builder
@Getter
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@Entity
public class Post {

    @Id
    @GeneratedValue
    private long id;

    @Column
    private String content;

    @OneToMany(cascade = {})
    private List<Comment> comments;
}

Comment 클래스입니다.

package blog.in.action.cascade.entity;

import jakarta.persistence.Column;
import jakarta.persistence.Entity;
import jakarta.persistence.GeneratedValue;
import jakarta.persistence.Id;
import lombok.*;

@Builder
@Getter
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Entity
public class Comment {

    @Id
    @GeneratedValue
    private long id;

    @Setter
    @Column
    private String content;
}

3.3. CascadeType.PERSIST

다음과 같이 Post 클래스를 변경합니다.

    @OneToMany(cascade = {CascadeType.PERSIST})
    private List<Comment> commentList;

Post 엔티티와 Comment 엔티티 객체를 생성합니다.
두 엔티티 객체를 연결합니다.
persit(E) 메소드를 통해 영속성 컨텍스트에 저장합니다.
영속성 컨텍스트 내용을 데이터베이스에 반영하고 비웁니다.
데이터베이스에 데이터가 저장되었는지 확인합니다.

package blog.in.action.cascade;

import blog.in.action.cascade.entity.Comment;
import blog.in.action.cascade.entity.Post;
import jakarta.persistence.PersistenceContext;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.orm.jpa.DataJpaTest;

import jakarta.persistence.EntityManager;

import java.util.Collections;

import static org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat;
import static org.hamcrest.Matchers.equalTo;

@DataJpaTest
public class PersistTest {

    @PersistenceContext
    private EntityManager sut;

    @Test
    public void cascade_when_persist() {

        var comment = Comment.builder()
                .content("This is comment")
                .build();
        var comments = Collections.singletonList(comment);
        var post = Post.builder()
                .content("Hello World")
                .comments(comments)
                .build();


        sut.persist(post);
        sut.flush();
        sut.clear();


        var postId = post.getId();
        var commentId = comment.getId();
        var resultPost = sut.find(Post.class, postId);
        var resultComment = sut.find(Comment.class, commentId);
        assertThat(resultPost.getContent(), equalTo("Hello World"));
        assertThat(resultComment.getContent(), equalTo("This is comment"));
    }
}

Result Log

Post, Comment 엔티티 모두 데이터베이스에 삽입(insert)됩니다.
중간 매핑(mapping)을 위한 post_comments 테이블에 데이터가 삽입됩니다.

Hibernate: select next value for post_seq
Hibernate: select next value for comment_seq
Hibernate: insert into post (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into comment (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into post_comments (post_id,comments_id) values (?,?)
Hibernate: select p1_0.id,p1_0.content from post p1_0 where p1_0.id=?
Hibernate: select c1_0.id,c1_0.content from comment c1_0 where c1_0.id=?

3.4. CascadeType.REMOVE

다음과 같이 Post 클래스를 변경합니다.

    @OneToMany(cascade = {CascadeType.REMOVE})
    private List<Comment> comments;

beforeEach 메소드를 통해 테스트 실행 전 데이터를 미리 삽입합니다
Post 엔티티 객체를 조회합니다.
remove(E) 메소드를 사용해 영속성 컨텍스트에서 제거합니다.
데이터베이스를 다시 조회했을 때 데이터가 없을 것으로 예상합니다.

package blog.in.action.cascade;

import blog.in.action.cascade.entity.Comment;
import blog.in.action.cascade.entity.Post;

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

import jakarta.persistence.*;
import lombok.extern.log4j.Log4j2;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.orm.jpa.DataJpaTest;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import static org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat;
import static org.hamcrest.Matchers.equalTo;

@DataJpaTest
public class RemoveTest {

    @PersistenceContext
    private EntityManager sut;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        var comment = Comment.builder()
                .content("This is comment")
                .build();
        var comments = Collections.singletonList(comment);
        var post = Post.builder()
                .content("Hello World")
                .comments(comments)
                .build();
        sut.persist(post);
        sut.persist(comment);
        sut.flush();
        sut.clear();
    }

    @Test
    public void cascade_when_remove() {

        String findByContent = "SELECT p FROM Post p where p.content = ?1";
        TypedQuery<Post> selectQuery = sut.createQuery(findByContent, Post.class);
        selectQuery.setParameter(1, "Hello World");
        var post = selectQuery.getSingleResult();
        var postId = post.getId();
        var commentId = post.getComments()
                .get(0)
                .getId();


        sut.remove(post);
        sut.flush();
        sut.clear();


        var resultPost = sut.find(Post.class, postId);
        var resultComment = sut.find(Comment.class, commentId);
        assertThat(resultPost == null, equalTo(true));
        assertThat(resultComment == null, equalTo(true));
    }
}

Result Log

Post 엔티티 객체를 영속성 컨테이너에서 제거함으로써 Comment 엔티티 객체도 함께 삭제되는 것을 확인할 수 있습니다.
두 엔티티를 연결하는 매핑 테이블, Comment 테이블, Post 테이블 순으로 데이터가 삭제됩니다.

Hibernate: select next value for post_seq
Hibernate: select next value for comment_seq
Hibernate: insert into post (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into comment (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into post_comments (post_id,comments_id) values (?,?)
Hibernate: select p1_0.id,p1_0.content from post p1_0 where p1_0.content=?
Hibernate: select c1_0.post_id,c1_1.id,c1_1.content from post_comments c1_0 join comment c1_1 on c1_1.id=c1_0.comments_id where c1_0.post_id=?
Hibernate: delete from post_comments where post_id=?
Hibernate: delete from comment where id=?
Hibernate: delete from post where id=?
Hibernate: select p1_0.id,p1_0.content from post p1_0 where p1_0.id=?
Hibernate: select c1_0.id,c1_0.content from comment c1_0 where c1_0.id=?

3.5. CascadeType.DETACH

다음과 같이 Post 클래스를 변경합니다.

    @OneToMany(cascade = {CascadeType.DETACH})
    private List<Comment> comments;

beforeEach 메소드를 통해 테스트 실행 전 데이터를 미리 삽입합니다
Post 엔티티 객체를 조회합니다.
Comment 엔티티 객체의 상태를 변경합니다.
Post 엔티티 객체를 detach(E) 메소드를 사용해 영속성 컨텍스트가 관리하지 않는 상태로 변경합니다.
Comment 엔티티 객체의 상태 변경에 대한 오염 감지(dirty checking)이 동작하지 않을 것을 예상합니다.

package blog.in.action.cascade;

import blog.in.action.cascade.entity.Comment;
import blog.in.action.cascade.entity.Post;
import jakarta.persistence.EntityManager;
import jakarta.persistence.PersistenceContext;
import jakarta.persistence.TypedQuery;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.orm.jpa.DataJpaTest;

import java.util.Collections;

import static org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat;
import static org.hamcrest.Matchers.equalTo;

@DataJpaTest
public class DetachTest {

    @PersistenceContext
    private EntityManager sut;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        var comment = Comment.builder()
                .content("This is comment")
                .build();
        var comments = Collections.singletonList(comment);
        var post = Post.builder()
                .content("Hello World")
                .comments(comments)
                .build();
        sut.persist(post);
        sut.persist(comment);
        sut.flush();
        sut.clear();
    }

    @Test
    public void cascade_when_detach() {

        String findByContent = "SELECT p FROM Post p where p.content = ?1";
        TypedQuery<Post> selectQuery = sut.createQuery(findByContent, Post.class);
        selectQuery.setParameter(1, "Hello World");
        var post = selectQuery.getSingleResult();
        var comment = post.getComments().get(0);
        var commentId = comment.getId();


        comment.setContent("This is new comment");
        sut.detach(post);
        sut.flush();
        sut.clear();


        var resultComment = sut.find(Comment.class, commentId);
        assertThat(resultComment.getContent(), equalTo("This is comment"));
    }
}

Result Log

Post 엔티티 객체를 준영속 상태로 변경하였기 때문에 Comment 엔티티 객체도 함께 준영속 상태가 됩니다.
Comment 엔티티 객체의 상태 변경이 데이터베이스에 반영되지 않습니다.
- detach(E) 메소드 실행 라인을 주석하면 오염 감지가 수행되어 값이 변경됩니다.

Hibernate: select next value for post_seq
Hibernate: select next value for comment_seq
Hibernate: insert into post (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into comment (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into post_comments (post_id,comments_id) values (?,?)
Hibernate: select p1_0.id,p1_0.content from post p1_0 where p1_0.content=?
Hibernate: select c1_0.post_id,c1_1.id,c1_1.content from post_comments c1_0 join comment c1_1 on c1_1.id=c1_0.comments_id where c1_0.post_id=?
Hibernate: select c1_0.id,c1_0.content from comment c1_0 where c1_0.id=?

3.6. CascadeType.MERGE

다음과 같이 Post 클래스를 변경합니다.

    @OneToMany(cascade = {CascadeType.MERGE})
    private List<Comment> comments;

beforeEach 메소드를 통해 테스트 실행 전 데이터를 미리 삽입합니다
Post 엔티티 객체를 조회합니다.
Post, Comment 엔티티 객체를 detach(E) 메소드를 사용해 영속성 컨텍스트가 관리하지 않는 상태로 변경합니다.
Comment 엔티티 객체의 상태를 변경하고 Post 엔티티 객체만 영속성 컨텍스트가 관리하는 상태로 다시 변경합니다.
Comment 엔티티 객체 상태 변경에 대한 오염 감지를 통해 데이터베이스 상태가 변경됨을 기대합니다.

package blog.in.action.cascade;

import blog.in.action.cascade.entity.Comment;
import blog.in.action.cascade.entity.Post;
import jakarta.persistence.EntityManager;
import jakarta.persistence.PersistenceContext;
import jakarta.persistence.TypedQuery;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.orm.jpa.DataJpaTest;

import java.util.Collections;

import static org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat;
import static org.hamcrest.Matchers.equalTo;

@DataJpaTest
public class MergeTest {

    @PersistenceContext
    private EntityManager sut;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        var comment = Comment.builder()
                .content("This is comment")
                .build();
        var comments = Collections.singletonList(comment);
        var post = Post.builder()
                .content("Hello World")
                .comments(comments)
                .build();
        sut.persist(post);
        sut.persist(comment);
        sut.flush();
        sut.clear();
    }

    @Test
    public void cascade_when_merge() {

        String findByContent = "SELECT p FROM Post p where p.content = ?1";
        TypedQuery<Post> selectQuery = sut.createQuery(findByContent, Post.class);
        selectQuery.setParameter(1, "Hello World");
        var post = selectQuery.getSingleResult();
        var comment = post.getComments().get(0);
        var commentId = comment.getId();
        sut.detach(post);
        sut.detach(comment);


        comment.setContent("This is new comment");
        sut.merge(post);
        sut.flush();
        sut.clear();


        var resultComment = sut.find(Comment.class, commentId);
        assertThat(resultComment.getContent(), equalTo("This is new comment"));
    }
}

Result Log

Comment 엔티티 객체의 상태 변경으로 인해 오염 감지 기능이 동작합니다.
- update comment set content=? where id=?

Hibernate: select next value for post_seq
Hibernate: select next value for comment_seq
Hibernate: insert into post (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into comment (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into post_comments (post_id,comments_id) values (?,?)
Hibernate: select p1_0.id,p1_0.content from post p1_0 where p1_0.content=?
Hibernate: select c1_0.post_id,c1_1.id,c1_1.content from post_comments c1_0 join comment c1_1 on c1_1.id=c1_0.comments_id where c1_0.post_id=?
Hibernate: select p1_0.id,c1_0.post_id,c1_1.id,c1_1.content,p1_0.content from post p1_0 left join (post_comments c1_0 join comment c1_1 on c1_1.id=c1_0.comments_id) on p1_0.id=c1_0.post_id where p1_0.id=?
Hibernate: update comment set content=? where id=?
Hibernate: select c1_0.id,c1_0.content from comment c1_0 where c1_0.id=?

4.5. CascadeType.REFRESH

다음과 같이 Post 클래스를 변경합니다.

    @OneToMany(cascade = {CascadeType.REFRESH})
    private List<Comment> comments;

beforeEach 메소드를 통해 테스트 실행 전 데이터를 미리 삽입합니다
Post 엔티티 객체를 조회합니다.
- Post, Comment 엔티티 객체를 미리 영속성 컨텍스트에서 관리합니다.
업데이트 쿼리를 통해 Comment 테이블의 데이터를 직접 변경합니다.
refresh(E) 메소드를 통해 영속성 컨테이너 내부의 Post 엔티티 객체와 데이터베이스를 동기화합니다.
미리 조회한 Comment 엔티티 객체의 상태가 데이터베이스와 동일한 것을 기대합니다.

package blog.in.action.cascade;

import blog.in.action.cascade.entity.Comment;
import blog.in.action.cascade.entity.Post;
import jakarta.persistence.EntityManager;
import jakarta.persistence.PersistenceContext;
import jakarta.persistence.Query;
import jakarta.persistence.TypedQuery;
import org.hamcrest.MatcherAssert;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.orm.jpa.DataJpaTest;

import java.util.Collections;

import static org.hamcrest.Matchers.equalTo;

@DataJpaTest
public class RefreshTest {

    @PersistenceContext
    private EntityManager sut;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        var comment = Comment.builder()
                .content("This is comment")
                .build();
        var comments = Collections.singletonList(comment);
        var post = Post.builder()
                .content("Hello World")
                .comments(comments)
                .build();
        sut.persist(post);
        sut.persist(comment);
        sut.flush();
        sut.clear();
    }

    @Test
    public void cascade_when_refresh() {

        String findByContent = "SELECT p FROM Post p where p.content = ?1";
        TypedQuery<Post> selectQuery = sut.createQuery(findByContent, Post.class);
        selectQuery.setParameter(1, "Hello World");
        var post = selectQuery.getSingleResult();
        var comment = post.getComments().get(0);
        var commentId = comment.getId();

        String updateComment = "UPDATE Comment c SET c.content = 'This is new comment' where c.id = ?1";
        Query updateQuery = sut.createQuery(updateComment);
        updateQuery.setParameter(1, commentId);
        updateQuery.executeUpdate();


        sut.refresh(post);


        MatcherAssert.assertThat(comment.getContent(), equalTo("This is new comment"));
    }
}

Result Log

refresh(E) 메소드를 통해 영속성 컨테이너와 데이터베이스를 동기화합니다.
- select c1_0.id,c1_0.content from comment c1_0 where c1_0.id=?
- select p1_0.id,c1_0.post_id,c1_1.id,c1_1.content,p1_0.content from post p1_0 left join (post_comments c1_0 join comment c1_1 on c1_1.id=c1_0.comments_id) on p1_0.id=c1_0.post_id where p1_0.id=?
미리 조회한 Comment 엔티티 객체를 직접 동기화하지 않았음에도 데이터베이스와 동일한 데이터를 가지는 것을 알 수 있습니다.
- Post 엔티티 객체를 동기화하는 코드 라인을 주석하면 테스트가 실패합니다.

Hibernate: select next value for post_seq
Hibernate: select next value for comment_seq
Hibernate: insert into post (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into comment (content,id) values (?,?)
Hibernate: insert into post_comments (post_id,comments_id) values (?,?)
Hibernate: select p1_0.id,p1_0.content from post p1_0 where p1_0.content=?
Hibernate: select c1_0.post_id,c1_1.id,c1_1.content from post_comments c1_0 join comment c1_1 on c1_1.id=c1_0.comments_id where c1_0.post_id=?
Hibernate: update comment set content='This is new comment' where id=?
Hibernate: select c1_0.id,c1_0.content from comment c1_0 where c1_0.id=?
Hibernate: select p1_0.id,c1_0.post_id,c1_1.id,c1_1.content,p1_0.content from post p1_0 left join (post_comments c1_0 join comment c1_1 on c1_1.id=c1_0.comments_id) on p1_0.id=c1_0.post_id where p1_0.id=?

CLOSING

영속성 전이에 대해 공부하면서 고아(Orphan) 객체라는 개념을 접했습니다. 관련된 내용을 메모해두고 다음 포스트에 정리해보겠습니다.

부모 엔티티와 연관관계가 끊어진 자식 엔티티를 자동으로 삭제 하는 기능을 고아 객체 라고 합니다.

TEST CODE REPOSITORY

https://github.com/Junhyunny/blog-in-action/tree/master/2021-05-26-jpa-cascade-type

REFERENCE

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강준현

CascadeType in JPA

1. Entity Lifecycle

2. Cascade in JPA

3. Practice

3.1. Entity Relationship Diagram

3.2. Entities

3.3. CascadeType.PERSIST

Result Log

3.4. CascadeType.REMOVE

Result Log

3.5. CascadeType.DETACH

Result Log

3.6. CascadeType.MERGE

Result Log

4.5. CascadeType.REFRESH

Result Log

CLOSING

TEST CODE REPOSITORY

REFERENCE

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참고

DynamoDB single table design

Memory leak by detached DOM elements in React

Mark-and-sweep algorithm for garbage collect

Reference counting algorithm for garbage collect

강준현

RECOMMEND POSTS BEFORE THIS

1. Entity Lifecycle

2. Cascade in JPA

3. Practice

3.1. Entity Relationship Diagram

3.2. Entities

3.3. CascadeType.PERSIST

Result Log

3.4. CascadeType.REMOVE

Result Log

3.5. CascadeType.DETACH

Result Log

3.6. CascadeType.MERGE

Result Log

4.5. CascadeType.REFRESH

Result Log

CLOSING

TEST CODE REPOSITORY

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DynamoDB single table design

Memory leak by detached DOM elements in React

Mark-and-sweep algorithm for garbage collect

Reference counting algorithm for garbage collect