[Java] JDBC에서 트랜잭션(transaction)이란?

April 7, 2024

1. Question

JDBC에서 트랜잭션(transaction)을 관리하는 방법은?

2. Answer

A. 트랜잭션이란?

트랜잭션(transaction)은 데이터베이스 관리 시스템에서 데이터의 무결성을 보장하기 위해 사용되는 중요한 개념이다. 트랜잭션은 하나 이상의 연산을 묶어서 한 번에 처리하는 작업 단위로, 이 작업 단위 내의 모든 연산은 모두 성공적으로 수행되거나, 하나라도 실패할 경우 전체가 취소되어야 한다. 이는 데이터베이스의 일관성을 유지하고, 시스템의 신뢰성을 높이는 데 필수적이다.

B. JDBC에서의 트랜잭션 관리

JDBC(Java Database Connectivity)는 자바 애플리케이션에서 데이터베이스에 접근할 때 사용하는 API이다. JDBC를 이용한 트랜잭션 관리는 주로 Connection 객체를 통해 이루어진다.

Auto-commit 비활성화: 기본적으로 JDBC의 Connection 객체는 auto-commit 모드가 활성화되어 있다. 트랜잭션을 명시적으로 관리하려면, 먼저 setAutoCommit(false) 메서드를 호출하여 auto-commit을 비활성화해야 한다.
트랜잭션 실행: Auto-commit을 비활성화한 후, SQL 연산(INSERT, UPDATE, DELETE 등)을 실행한다. 이 연산들은 모두 한 트랜잭션의 일부로 처리된다.
Commit 또는 Rollback: 모든 연산이 성공적으로 수행되면 commit() 메서드를 호출하여 트랜잭션을 완료한다. 만약 중간에 실패한 연산이 있다면 rollback() 메서드를 호출하여 모든 변경 사항을 취소하고 트랜잭션을 롤백한다.
자원 해제: 트랜잭션이 완료된 후에는 사용했던 자원(연결, 명령문 등)을 반드시 해제해야 한다.

이런 절차를 통해 JDBC를 사용하는 자바 애플리케이션에서 데이터베이스의 데이터 무결성을 보장하면서, 복잡한 비즈니스 로직을 효율적으로 처리할 수 있다.

C. JDBC transaction 코드 예시

public class SimpleTransaction {

  public static void main(String[] args) {
    String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/your_database";
    String user = "your_user";
    String password = "your_password";

    String insertSQL = "INSERT INTO your_table (column_name) VALUES(?)";

    try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password)) {
      conn.setAutoCommit(false);  // Auto-commit 비활성화

      try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(insertSQL)) {
        insertDate(conn, "New Data");
        updateDate(conn, "Updated Data", 1);
        conn.commit();  // 모든 작업이 성공적으로 완료되면 커밋
      } catch (SQLException e) {
        conn.rollback();  // 실패 시 롤백
        throw e;
      }
    } catch (SQLException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  private static void insertData(Connection conn, String data) throws SQLException {
    String insertSQL = "INSERT INTO your_table (column_name) VALUES (?)";
    try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(insertSQL)) {
      pstmt.setString(1, data);
      pstmt.executeUpdate();
    }
  }

  private static void updateData(Connection conn, String data, int id) throws SQLException {
    String updateSQL = "UPDATE your_table SET column_name = ? WHERE id = ?";
    try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(updateSQL)) {
      pstmt.setString(1, data);
      pstmt.setInt(2, id);
      pstmt.executeUpdate();
    }
  }
}

3. Detail

A. 트랜잭션의 ACID 속성

트랜잭션은 데이터베이스의 상태를 변화시키는 하나 이상의 연산을 묶어서 하나의 작업 단위로 만든 것을 의미한다. 트랜잭션은 ACID(원자성, 일관성, 격리성, 지속성) 속성을 가진다.

원자성(Atomicity): 트랜잭션 내의 모든 연산은 모두 성공하거나, 하나도 성공하지 않아야 한다. 즉, 트랜잭션은 중간 단계에서 멈출 수 없으며, 모두 완료되거나 전혀 실행되지 않아야 한다.
일관성(Consistency): 트랜잭션 수행 전과 후의 데이터베이스 상태는 일관성 있는 상태를 유지해야 한다. 트랜잭션이 성공적으로 완료되면, 데이터베이스는 하나의 일관된 상태에서 다른 일관된 상태로 변경된다.
격리성(Isolation): 병행 트랜잭션 실행 시, 각 트랜잭션이 독립적으로 수행되어야 하며, 다른 트랜잭션의 연산에 끼어들 수 없다.
지속성(Durability): 트랜잭션이 성공적으로 완료된 후, 그 결과는 영구적으로 데이터베이스에 저장되어야 한다.

B. 템플릿 메서드 패턴을 적용한 JDBC transaction 코드 예시

public interface TransactionalOperation {
    void execute() throws Exception;
}

public abstract class TransactionalService {

  public void executeInTransaction(Connection connection, TransactionalOperation operation) {
    try {
      connection.setAutoCommit(false);
      operation.execute();
      connection.commit();
    } catch (Exception e) {
      rollback(connection);
      throw new RuntimeException("Transaction 실패: ", e);
    } finally {
      resetAutoCommit(connection);
    }
  }

  private void rollback(Connection connection) {
    try {
      if (connection != null) {
        connection.rollback();
      }
    } catch (SQLException e) {
      throw new RuntimeException("Rollback 실패: ", e);
    }
  }

  private void resetAutoCommit(Connection connection) {
    try {
      if (connection != null) {
          connection.setAutoCommit(true);
      }
    } catch (SQLException e) {
      throw new RuntimeException("Set Auto Commit 실패: ", e);
    }
  }
}

public class ChessService extends TransactionalService {

  // ...
  public void savePiecesAndTurn(Connection connection, Board board, Team turn, Long chessRoomId) {
    executeInTransaction(connection, () -> {
      savePieces(connection, board, chessRoomId);
      saveTurn(connection, turn, chessRoomId);
    });
  }
}

4. Reference

None

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이성주