백엔드 프레임워크 전반에 걸친 선언적 트랜잭션 관리

소개

백엔드 개발의 복잡한 세계에서 데이터 일관성과 신뢰성을 보장하는 것이 가장 중요합니다. 자금 이체 시 한 계좌에서 출금하고 다른 계좌로 입금하는 은행 애플리케이션을 상상해 보세요. 시스템이 출금 후 입금 전에 실패하는 경우, 데이터 손상 및 재정적 손실을 방지하기 위해 전체 트랜잭션을 롤백해야 합니다. 이 지점에서 트랜잭션이 등장하여 일련의 작업에 대해 "모두 아니면 전무"라는 보증을 제공합니다. 이러한 트랜잭션을 수동으로 관리하는 것은 번거롭고 오류가 발생하기 쉬우며, 트랜잭션 관련 상용구 코드가 비즈니스 로직 전체에 흩어지게 됩니다. 이를 해결하기 위해 최신 백엔드 프레임워크는 선언적 트랜잭션 관리를 제공하여 개발자가 간단한 주석이나 구성을 통해 트랜잭션 경계를 정의할 수 있도록 하여 기본 복잡성을 추상화합니다. 이 기사에서는 세 가지 주요 백엔드 프레임워크인 Spring, ASP.NET Core 및 오래된 EJB가 선언적 트랜잭션 관리에 접근하고 구현하는 방식, 유사점과 차이점을 조명합니다.

핵심 개념

각 프레임워크의 특정 사항에 대해 자세히 알아보기 전에 선언적 트랜잭션 관리를 이해하는 데 필수적인 몇 가지 핵심 개념을 간략하게 정의해 보겠습니다.

• 트랜잭션: 완전히 완료되거나(커밋) 전혀 영향을 미치지 않는(롤백) 작업의 단일 논리적 단위입니다. 원자성, 일관성, 격리, 내구성(ACID) 속성을 준수합니다.
• 선언적 트랜잭션 관리: 명시적인 프로그래밍 호출을 통해 비즈니스 로직 외부에서, 종종 주석이나 XML 구성을 통해 트랜잭션 경계를 정의하는 프로그래밍 패러다임입니다.
• Aspect-Oriented Programming (AOP): 횡단 관심사(예: 트랜잭션 관리, 로깅, 보안)를 핵심 비즈니스 로직과 분리하여 모듈성을 높이는 것을 목표로 하는 프로그래밍 패러다임입니다. 많은 선언적 트랜잭션 구현은 AOP를 활용합니다.
• 프록시 패턴: 실제 객체에 대한 액세스를 제어하거나 실제 객체의 메서드를 호출하기 전후에 추가 기능을 추가(예: 트랜잭션 관리)하기 위해 종종 인터페이스를 제공하는 구조 설계 패턴입니다.
• 트랜잭션 관리자/코디네이터: 하나 이상의 리소스에 관련된 작업을 시작, 커밋 및 롤백하는 것을 포함하여 트랜잭션을 조율하는 책임이 있는 구성 요소입니다.
• 트랜잭션 속성/설정: 전파 동작(예: REQUIRED, REQUIRES_NEW), 격리 수준(예: READ_COMMITTED, SERIALIZABLE), 롤백 규칙과 같이 트랜잭션이 작동하는 방식을 결정하는 구성 옵션입니다.

선언적 트랜잭션 관리 구현

@Transactional을 사용한 Spring 프레임워크

Spring의 선언적 트랜잭션 관리 방식은 아마도 가장 널리 채택되고 영향력 있는 방식 중 하나일 것입니다. AOP를 주로 프록시를 통해 활용하여 메서드 호출을 가로채고 트랜잭션 동작을 적용합니다.

원칙 및 구현:

Spring의 @Transactional 주석은 클래스나 메서드에 적용할 수 있습니다. @Transactional로 주석이 달린 메서드가 Spring 관리 빈에서 호출되면 Spring은 해당 빈 주위에 프록시를 생성합니다. 메서드 실행 전에 프록시는 트랜잭션을 시작하고, 실행 후에는 결과(예: 처리되지 않은 예외는 일반적으로 롤백 트리거)에 따라 트랜잭션을 커밋하거나 롤백합니다.

Spring은 다양한 트랜잭션 관리자를 지원하여 JDBC, JPA, JMS, JTA(Java Transaction API)와 같은 다른 트랜잭션 기술과의 통합을 허용합니다. PlatformTransactionManager 인터페이스는 핵심 추상화로, Spring이 기본 트랜잭션 기술과 함께 작동할 수 있도록 합니다.

코드 예제(Java/Spring Boot):

import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

@Service
public class AccountService {

    @Autowired
    private AccountRepository accountRepository;

    @Transactional // 이 메서드를 트랜잭션으로 표시
    public void transferFunds(Long fromAccountId, Long toAccountId, double amount) {
        Account fromAccount = accountRepository.findById(fromAccountId)
                               .orElseThrow(() -> new RuntimeException("송금자 계좌를 찾을 수 없습니다."));
        Account toAccount = accountRepository.findById(toAccountId)
                             .orElseThrow(() -> new RuntimeException("수신자 계좌를 찾을 수 없습니다."));
        
        if (fromAccount.getBalance() < amount) {
            throw new RuntimeException("잔액이 부족합니다.");
        }

        fromAccount.setBalance(fromAccount.getBalance() - amount);
        toAccount.setBalance(toAccount.getBalance() + amount);

        accountRepository.save(fromAccount);
        // 출금 후 입금 전에 오류 시뮬레이션
        // if (true) throw new RuntimeException("시뮬레이션된 오류"); 
        accountRepository.save(toAccount);
    }

    // 트랜잭션 속성을 사용자 정의할 수 있습니다.
    @Transactional(readOnly = true, isolation = Isolation.READ_COMMITTED)
    public Account getAccountDetails(Long accountId) {
        return accountRepository.findById(accountId)
                               .orElse(null);
    }
}

이 예에서 transferFunds 메서드 내에서 오류가 발생하면(시뮬레이션된 오류 포함), 전체 작업이 롤백되어 accountRepository.save 호출이 모두 취소됩니다.

애플리케이션 시나리오:

Spring의 @Transactional은 다양한 데이터 소스에 걸쳐 강력한 데이터 일관성이 필요한 대부분의 애플리케이션에 이상적입니다. 마이크로서비스, 모놀리식 애플리케이션 및 관계형 데이터베이스, 메시지 큐 또는 기타 트랜잭션 리소스를 사용하는 모든 시스템에서 널리 사용됩니다.

ASP.NET Core 트랜잭션 관리

ASP.NET Core, 특히 Entity Framework Core(EF Core)와 같은 도구를 사용하면 트랜잭션을 유연하게 관리할 수 있습니다. 모든 리소스에 걸쳐 Spring의 단순성과 직접적으로 일치하는 [Transactional] 주석이 있는 것은 아니지만, System.Transactions 및 EF Core는 강력한 선언적 및 프로그래밍 방식 옵션을 제공합니다. 선언적 트랜잭션과 유사한 동작에 대한 일반적인 접근 방식은 종종 EF Core의 단위 작업 기능이나 TransactionScope에 의존합니다.

원칙 및 구현:

EF Core를 사용할 때 각 DbContext 인스턴스는 암묵적으로 단위 작업 역할을 합니다. DbContext에서 추적하는 변경 사항은 _dbContext.SaveChanges()가 호출될 때 함께 커밋됩니다. SaveChanges() 전에 오류가 발생하면 변경 사항이 영구 저장되지 않습니다. 여러 작업, 여러 서비스 또는 분산 트랜잭션의 경우 System.Transactions.TransactionScope가 .NET의 표준 방식입니다.

TransactionScope는 현재 트랜잭션 컨텍스트를 생성합니다. 해당 범위 내에서 열린 모든 IDbConnection(또는 기타 트랜잭션 리소스)은 현재 트랜잭션에 자동으로 등록됩니다. scope.Complete()가 호출되면 트랜잭션이 커밋되고, 그렇지 않으면 범위가 폐기될 때 롤백됩니다. 메서드에 대한 직접적인 주석은 아니지만, using 블록 구조는 컨텍스트에 의해 "선언적"입니다.

코드 예제(C#/ASP.NET Core):

using System.Transactions; // TransactionScope용
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using YourProject.Data; // DbContext가 여기에 있다고 가정
using YourProject.Models;

public class AccountService
{
    private readonly ApplicationDbContext _dbContext;

    public AccountService(ApplicationDbContext dbContext)
    {
        _dbContext = dbContext;
    }

    public void TransferFunds(long fromAccountId, long toAccountId, decimal amount)
    {
        // 작업 전반의 일관성을 위해 TransactionScope 사용
        using (var scope = new TransactionScope(TransactionScopeAsyncFlowOption.Enabled)) 
        {
            var fromAccount = _dbContext.Accounts.Find(fromAccountId);
            var toAccount = _dbContext.Accounts.Find(toAccountId);

            if (fromAccount == null || toAccount == null)
            {
                throw new InvalidOperationException("하나 또는 두 계좌를 찾을 수 없습니다.");
            }

            if (fromAccount.Balance < amount)
            {
                throw new InvalidOperationException("잔액이 부족합니다.");
            }

            fromAccount.Balance -= amount;
            toAccount.Balance += amount;

            _dbContext.SaveChanges(); // 두 계좌의 변경 사항이 함께 커밋됩니다.
            
            // 첫 번째 저장 후에도 트랜잭션 범위 내에서 오류 시뮬레이션
            // if (true) throw new Exception("시뮬레이션된 서비스 오류"); 

            // 분산 트랜잭션 또는 다른 리소스가 관련된 경우
            // System.Transactions를 지원하는 경우 자동으로 등록됩니다.
            
            scope.Complete(); // 트랜잭션 커밋
        } // scope.Complete()가 호출되지 않으면 트랜잭션이 암묵적으로 롤백됩니다.
    }

    // EF Core의 SaveChanges는 단위 작업입니다.
    // 이와 같은 단일 데이터베이스 작업의 경우 SaveChanges()가 일반적으로 충분합니다.
    public Account GetAccountDetails(long accountId)
    {
        return _dbContext.Accounts.Find(accountId);
    }
}

TransactionScope는 선언적과 유사한 경계를 제공하지만, 메서드에 주석이 달리는 것이 아니라 작업을 "범위 지정"하는 것에 더 가깝습니다. EF Core의 경우, _dbContext.Database.BeginTransaction() 및 _dbContext.Database.CommitTransaction()은 더 세밀한 제어와 명시적인 프로그래밍 트랜잭션 관리를 제공합니다.

애플리케이션 시나리오:

TransactionScope는 단일 프로세스 내에서 동일하거나 다른 트랜잭션 리소스(예: 여러 데이터베이스, 메시지 큐)에 걸친 여러 작업의 원자성을 보장하는 데 탁월합니다. EF Core는 데이터베이스 작업에 대한 암묵적 단위 작업 의미론을 제공하는 반면, SaveChanges()는 단일 데이터베이스 작업에 적합합니다. EF Core를 많이 사용하거나 분산 트랜잭션 기능이 필요한 ASP.NET Core 애플리케이션은 이러한 접근 방식을 통해 이점을 얻을 수 있습니다.

EJB(Enterprise JavaBeans) 트랜잭션 관리

Java EE 플랫폼의 기반 구성 요소 모델인 EJB는 오랫동안 주석이나 배포 설명자를 통해 강력한 선언적 트랜잭션 관리를 제공해 왔습니다. 이 분야의 선구자 중 하나였습니다.

원칙 및 구현:

EJB 컨테이너는 EJB 구성 요소(예: 세션 빈)의 트랜잭션을 관리합니다. Spring과 마찬가지로 EJB는 프록시(또는 인터셉터)를 사용하여 비즈니스 메서드를 래핑합니다. 클라이언트가 EJB 구성 요소의 메서드를 호출하면 컨테이너가 호출을 가로챕니다. 해당 메서드(또는 클래스)에 대해 선언된 트랜잭션 속성을 기반으로 컨테이너는 새 트랜잭션을 시작하거나, 기존 트랜잭션에 참여하거나, 트랜잭션 없이 실행합니다.

EJB는 두 가지 유형의 트랜잭션 관리를 지원합니다.

1. 컨테이너 관리 트랜잭션(CMT): EJB 컨테이너가 트랜잭션 수명 주기를 관리합니다. @TransactionAttribute와 같은 주석을 사용하는 선언적 방식입니다.
2. 빈 관리 트랜잭션(BMT): EJB 빈 자체가 JTA API(UserTransaction)를 사용하여 프로그래밍 방식으로 트랜잭션 수명 주기를 제어합니다.

선언적 트랜잭션 관리의 경우 CMT가 사용됩니다.

코드 예제(Java EE/EJB):

import javax.ejb.Stateless;
import javax.ejb.TransactionAttribute;
import javax.ejb.TransactionAttributeType;
import javax.persistence.EntityManager;
import javax.persistence.PersistenceContext;

@Stateless // 세션 빈으로 표시
public class AccountServiceEJB {

    @PersistenceContext // 컨테이너에서 EntityManager 주입
    private EntityManager entityManager;

    @TransactionAttribute(TransactionAttributeType.REQUIRED) // 컨테이너 관리 트랜잭션
    public void transferFunds(Long fromAccountId, Long toAccountId, double amount) {
        Account fromAccount = entityManager.find(Account.class, fromAccountId);
        Account toAccount = entityManager.find(Account.class, toAccountId);

        if (fromAccount == null || toAccount == null) {
            throw new RuntimeException("하나 또는 두 계좌를 찾을 수 없습니다.");
        }

        if (fromAccount.getBalance() < amount) {
            throw new RuntimeException("잔액이 부족합니다.");
        }

        fromAccount.setBalance(fromAccount.getBalance() - amount);
        toAccount.setBalance(toAccount.getBalance() + amount);

        // 변경 사항은 EntityManager에서 자동으로 추적되며
        // if (true) throw new RuntimeException("시뮬레이션된 EJB 오류"); 
        // 컨테이너에서 커밋됩니다.
    }

    @TransactionAttribute(TransactionAttributeType.SUPPORTS) // 현재 트랜잭션에 참여, 없으면 트랜잭션 없음
    public Account getAccountDetails(Long accountId) {
        return entityManager.find(Account.class, accountId);
    }
}

EJB 예제에서 @TransactionAttribute(TransactionAttributeType.REQUIRED) 주석은 컨테이너에 transferFunds 메서드가 트랜잭션 내에서 실행되도록 하라고 지시한 것입니다. 활성 트랜잭션이 이미 있는 경우 참여하고, 그렇지 않으면 컨테이너가 새 트랜잭션을 시작합니다. 확인되지 않은 예외가 발생하면 트랜잭션이 롤백되도록 표시됩니다.

애플리케이션 시나리오:

EJB의 CMT는 비즈니스 로직에 EJB 구성 요소를 많이 사용하고 분산 트랜잭션 관리(JTA)를 포함한 풍부한 서비스를 제공하는 Java EE 애플리케이션 서버(예: WildFly, GlassFish, WebLogic, WebSphere)에서 구축된 엔터프라이즈급 애플리케이션에 적합합니다.

비교 및 결론

세 가지 프레임워크 모두 개발자가 명시적으로 프로그래밍하는 대신 트랜잭션 동작을 선언할 수 있도록 하여 트랜잭션 관리를 단순화하는 것을 목표로 합니다.

• **Spring (@Transactional)**은 AOP를 활용하여 트랜잭션 프록시를 적용하는 가장 유연하고 널리 채택된 주석 기반 방식을 제공합니다. PlatformTransactionManager 추상화는 다양한 트랜잭션 기술 및 환경에 매우 적응력이 뛰어나 현대 Java 애플리케이션의 주요 선택 사항입니다.
• **ASP.NET Core (with TransactionScope and EF Core)**는 강력한 메커니즘을 제공하지만, 일반적인 트랜잭션 관리에 있어서 Spring 또는 EJB에 비해 "선언적" 주석 기반 접근 방식이 약간 덜 통일되어 있습니다. TransactionScope는 광범위한 범위를 포함하는 데 탁월하며, EF Core는 데이터베이스 작업에 대한 암묵적 단위 작업 의미론을 제공합니다.
• **EJB (@TransactionAttribute)**는 이 분야의 베테랑으로, 포괄적인 엔터프라이즈 플랫폼의 일부로 강력한 컨테이너 관리 트랜잭션(CMT) 지원을 제공합니다. 선언적 트랜잭션 관리의 선구적인 솔루션이었으며 전통적인 Java EE 애플리케이션에 강력한 선택 사항으로 남아 있습니다.

구문과 기본 메커니즘(AOP 프록시 vs. TransactionScope vs. EJB 컨테이너 가로채기)은 다르지만 궁극적인 목표는 동일합니다. 즉, 개발자의 노력을 최소화하면서 데이터 무결성과 원자성을 보장하는 것입니다. 올바른 접근 방식을 선택하는 것은 기술 스택, 아키텍처 요구 사항 및 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 달라지지만, 각 프레임워크는 강력하고 선언적인 트랜잭션 관리의 힘을 능숙하게 제공합니다.