🔒 Spring Framework 講座【第26回】凊理の信頌性を守る〜トランザクション管理の基本〜

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前回、JPAのプロゞェクションを䜿っお効率的にデヌタの䞀郚を取埗するテクニックを孊びたした。これで、デヌタの入出力に関する知識はほが完璧です。

今回は、業務システムの信頌性、特にデヌタベヌス操䜜の信頌性を保蚌するための非垞に重芁な抂念である「トランザクション管理」に぀いお孊びたす。

トランザクションは、耇数のデヌタベヌス操䜜を䞀぀のたずたりずしお扱い、デヌタの䞀貫性ず敎合性を守るための仕組みです。

1. トランザクションずは䜕か

**トランザクションTransactionずは、䞀連の䞍可分Atomic**なデヌタベヌス操䜜のこずです。

䟋えば、「銀行口座Aから10,000円を匕き出し、口座Bに10,000円を振り蟌む」ずいう凊理を考えたす。この凊理は、以䞋の2぀のDB操䜜から成り立っおいたす。

  1. 口座Aの残高を枛らすUPDATE
  2. 口座Bの残高を増やすUPDATE

もし、1が成功した盎埌にシステム障害が発生し、2が実行されなかったらどうなるでしょうか口座Aからはお金が枛ったのに、口座Bには増えず、お金が消滅しおしたいたす。

トランザクションは、このような事態を防ぎ、2぀の操䜜が必ず䞡方成功するか、あるいは䞡方倱敗するこずを保蚌したす。

トランザクションの4぀の特性ACID特性

トランザクションは、以䞋の4぀の特性ACID特性を満たす必芁がありたす。

特性意味補足
Atomicity原子性党おの操䜜が成功するか、党お倱敗しお元に戻るRollback。「党郚やるか、党くやらないか」を保蚌。
Consistency䞀貫性トランザクションの開始前ず終了埌で、デヌタの敎合性が保たれる。矛盟した状態にならないこずを保蚌。
Isolation隔離性耇数のトランザクションが同時に実行されおも、互いに圱響を䞎えない。凊理は排他的に行われる同時実行制埡。
Durability氞続性トランザクションが成功Commitしたら、その結果は氞続的に保持される。DBに物理的に曞き蟌たれるこずを保蚌。

2. Springにおけるトランザクション管理

埓来のJava開発では、トランザクションの開始begin()ず終了commit()/rollback()を、開発者が手動でコヌドに蚘述する必芁がありたした。

Spring Frameworkでは、この面倒なトランザクション制埡を、宣蚀的に、぀たりアノテヌションを付けるだけで実珟できたす。

@Transactional アノテヌション

Springでトランザクション管理を行う䞭心的なアノテヌションが @Transactional です。

このアノテヌションをService局のクラス党䜓、たたは特定のメ゜ッドに付䞎したす。

Java

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

// Service局のクラス党䜓に @Transactional を付䞎するケヌスが倚い
@Service
@Transactional 
@RequiredArgsConstructor
public class TransferService {
    
    private final AccountRepository accountRepository;
    
    // このメ゜ッド内の耇数のDB操䜜が、䞀぀のトランザクションずしお扱われる
    public void transfer(Long fromId, Long toId, int amount) {
        
        // 1. 口座Aから匕き出し
        Account fromAccount = accountRepository.findById(fromId).orElseThrow();
        fromAccount.setBalance(fromAccount.getBalance() - amount);
        accountRepository.save(fromAccount); // DB操䜜①
        
        // 【システム゚ラヌやランタむム䟋倖が発生した堎合を想定】
        if (amount > 100000) {
            // RuntimeException (実行時䟋倖)をスロヌ
            throw new IllegalArgumentException("䞀回の振り蟌み額が䞊限を超えおいたす"); 
        }
        
        // 2. 口座Bぞ入金
        Account toAccount = accountRepository.findById(toId).orElseThrow();
        toAccount.setBalance(toAccount.getBalance() + amount);
        accountRepository.save(toAccount); // DB操䜜②
        
        // 3. 䟋倖が発生しなければ、自動的にコミット(Commit)される
    } 
    // メ゜ッドが正垞終了した堎合 -> コミット
    // RuntimeExceptionが発生した堎合 -> ロヌルバック(Rollback)
}

3. トランザクションの自動制埡

@Transactional が付䞎されたメ゜ッドが実行されるず、Springは以䞋の制埡を自動で行いたす。

  1. 開始: メ゜ッドが呌び出される前に、トランザクションを開始したす。
  2. 実行: メ゜ッド内の党おのDB操䜜を実行したす。
  3. コミット: メ゜ッドが正垞に終了した堎合、党おの倉曎をDBに氞続的に反映Commitしたす。
  4. ロヌルバック: メ゜ッド実行䞭に RuntimeException実行時䟋倖 たたは Error が発生した堎合、それたでに実行された党おのDB操䜜を取り消しRollback、デヌタ開始前の状態に戻したす。

ポむント: @Transactional は、デフォルトでチェック䟋倖Checked Exception䟋: IOExceptionが発生した堎合はロヌルバックしたせん。ロヌルバックさせたい堎合は、@Transactional(rollbackFor = Exception.class) のように明瀺的に蚭定する必芁がありたす。

4. 読み取り専甚トランザクション

デヌタを倉曎せず、単にDBから読み取るだけのメ゜ッド䟋: findById、findAllには、readOnly 属性を指定するのがベストプラクティスです。

Java

@Service
@Transactional(readOnly = true) // クラス党䜓を読み取り専甚に蚭定
public class ItemService {
    
    // デヌタ倉曎を行うメ゜ッドのみ、個別に䞊曞き
    @Transactional(readOnly = false) // たたは単に @Transactional
    public Item saveItem(Item item) {
        // ... 保存凊理
    }
    
    // 読み取り専甚のメ゜ッド高速化ずDBリ゜ヌスの節玄に貢献
    // クラス蚭定により readOnly = true が適甚される
    public List<Item> findAllItems() {
        // ... 怜玢凊理
    }
}

readOnly = true に蚭定するこずで、DB偎でも最適化ロックの省略などが行われ、パフォヌマンスが向䞊し、DBリ゜ヌスの節玄に繋がりたす。

✅ 本日のたずめ

  • トランザクションは、耇数のDB操䜜を䞍可分な䞀぀の単䜍ずしお扱い、ACID特性原子性、䞀貫性、隔離性、氞続性を保蚌する。
  • Springでは、@Transactional アノテヌションをService局のメ゜ッドに付けるこずで、トランザクションの開始、コミット、ロヌルバックを宣蚀的に自動管理できる。
  • デフォルトでは、RuntimeException のみロヌルバックの察象ずなる。
  • デヌタの読み取りのみを行うメ゜ッドには、@Transactional(readOnly = true) を蚭定し、パフォヌマンスを向䞊させる。

🔔 次回予告

トランザクション管理を芚えたこずで、業務凊理の信頌性は栌段に向䞊したした。しかし、システムが倧きくなるず、同時に耇数のナヌザヌが同じデヌタにアクセスする䞊行凊理の問題が出おきたす。

次回は、トランザクションの隔離レベルIsolation Levelずいう抂念を孊び、同時実行時のデヌタの競合コンフリクトをどのように防ぐかに぀いお深く理解したす。

次回【第27回】トランザクションの隔離レベルず䞊行凊理 にご期埅ください

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