JPA 정의와 사용

Study/Java&Spring

JPA 정의와 사용

kdhoooon 2021. 12. 30. 23:30

JPA를 알기전에 우선 ORM과 영속성을 알아야 한다.

ORM 이란?

Object-relational mapping 객체 관계 매핑
객체와 관계형 데이터베이스의 데이터를 자동으로 매핑(연결)해주는 것
객체는 객체대로 설계 RDB(관계형 데이터베이스)는 RDB대로 설계
객체 지향 프로그래밍은 클래스를 사용하고, 관계형 데이터 베이스는 테이블을 사용한다.

ORM 장단점

장점
- 객체 지향적인 코드로 인해 더 직관적이고 비즈니스 로직에 더 집중 할 수 있게 도와준다.
  - ORM을 이용하면 SQL Query가 아닌 직관적인 코드로 데이터를 조작 할 수 있어 개발자가 객체 모델로 프로그래밍하는 데 집중 할 수 있도록 도와 준다.
  - 선언문, 할당, 종료 같은 부수적인 코드가 없거나 급격히 줄어든다.
  - 각종 객체에 대한 코드를 별도로 작성하기 떄문에 코드의 가독성을 올려준다.
  - SQL의 절차적이고 순차적인 접근이 아닌 객체 지향적인 접근으로 인해 생선성이 증가한다.
- 재사용 및 유지보수의 편리성이 증가한다.
  - ORM은 독립적으로 작성되어 있고 해당 객체들을 재활용 할 수 있다.
  - 매핑정보가 명확하여, ERD를 보는 것에 대한 의존도를 낮출 수 있다.
- DBMS에 대한 종송성이 줄어든다.
  - 객체 간의 관계를 바탕으로 SQL을 자동으로 생성하기 때문에 RDBMS의 데이터 구조와 Java의 객체지향 모델 사이의 간격을 좁힐 수 있다.
  - 대부분 ORM 솔루션은 DB에 종속적이지 않다.
  - 종속적이지 않다는 것은 구현 방법 뿐만 아니라 많은 솔루션에서 자료형 타입까지 유효하다.
  - 자바에서 가공할 경우 equals, hashCode의 오버라이드 같은 자바의 기능을 이용할 수 있고, 간결하고 빠른 가공이 가능하다.
단점
- 완벽한 ORM 으로만 서비스를 구현하기가 어렵다.
  - 사용하기는 편리하지만 설계는 매우 신중하게 해야한다.
  - 프로젝트의 복잡성이 커질경우 난이도 또한 올라갈 수 있다.
  - 잘못 구현 된 경우에 속도 저하 및 심각할 경우 일관성이 무너지는 문제점이 생길 수 있다.
- 프로시저가 많은 시스템에선 ORM의 객체 지향적인 장점을 활용하기 어렵다.
  - 이미 프로시저가 많은 시스템에선 다시 객체로 바꿔야하며, 그 과정에서 생산성 저하나 리스크가 많이 발생할 수 있다.

영속성(Persistence)

데이터를 생성한 프로그램이 종료되더라도 사라지지 않는 데이터의 특성을 말함.
영속성을 갖지 않는 데이터는 단지 메모리에서만 존재하기 때문에 프로그램을 종료하면 모두 잃어버리게 된다.
Object Presistence(영구적인 객체)
- 메모리 상의 데이터를 파일 시스템, 관계형 데이터베이스 혹은 객체 데이터베이스 등을 활용하여 영구적으로 저장하여 영속성을 부여한다.

JPA 란?

Java Presistence API 의 약자
Java 진영의 ORM 기술 표준
JPA는 객체 지향 도메인 모델과 관계형 데이터베이스 시스템의 간의 다리 역할
JPA는 자체적으로 어떤 작업도 수행하지 않는다.
ORM 도구에서 다른 도구로 애플리케이션을 전화하려는 경우 쉽게 수행 가능하게 해줌
Java 지속성 쿼리 언어 데이터 베이스 작업을 수행하는 객체 지향 쿼리 언어 JPQL 사용

동작방법

Java 가 JDBC API에 명령을 내리는 것이 아니라 JPA를 사용하면 JPA가 JDBC API를 사용해서 DB와 통신하고 SQL을 호출하고 반환
저장시 JPA가 Entity를 분석해서 SQL을 생성함
조회시 JPA가 SQL을 생성하여 SQL을 생성
패러다임 불일치 해결

장단점

장점
- 개발이 편리하다.
  - 기본적인 CRUD용 SQL을 직접 작성하지 않아도 된다.
- 데이터베이스에 독립적인 개발이 가능하다
  - JPA는 데이터베이스에 종속적이지 않아서 데이터베이스가 변경되더라도 JPA가 해당 데이터베이스에 맞는 쿼리를 알아서 생성해준다.
- 유지보수가 쉽다.
  - 테이블 변경시 JPA의 엔티티만 수정하면 된다.
단점
- 학습이 어렵다.
- 특정 데이터베이스의 함수를 사용하지 못한다.
- 테이블을 객체지향 설계가 필요하다.

Spring Datat JPA

- 스프링 부트는 JPA 중에서 Hibernate라는 구현체를 사용한다.

- Spring Data JPA는 이런 Hibernate를 좀 더 쉽게 사용할 수 있는 추가적인 API를 제공한다.

구성요소

Entity
- 테이블과 직접적으로 매핑되는 클래스
- 생명주기
  - 4가지상태
    1. 비영속(new/transient): 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
    2. 영속(managed): 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
    3. 준영속(detached): 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
    4. 삭제(removed): 삭제된 상태
- 개발시 주의 할점
  - 엔티티 클래스에 Getter는 열어두고, Setter는 꼭 필요한 경우에만 사용할 것
    - Setter를 열어두면 엔티티 변경시에 어디서 변경이 일어났는지 찾아야하는 수고를 덜기 위해서 Setter는 변경 지점이 명확하도록 변경을 위한 비즈니스 메서드를 별도로 제공해야 한다.
- 사용되는 Annotation
  - @Entity
    - 클레스에 지정, 해당 클래스가 엔티티 클래스라는 걸 명시
    - application.properties 파일에서 설정에 따라 테이블 생성도 가능
  - @Table
    - 엔티티 클래스를 DB의 언떤 테이블과 매핑시킬지 지정
    - name 속성을 이용해서 특정 테이블의 이름을 지정
    - ex) @Table(name= "[Table Name]")
  - @Id
    - 기본키에 해당 변수에 지정
    - 엔티티 클래스에서 @Id로 지정한 변수가 없으면 에러 발생
  - @GeneratedValue
    - 사용자가 입력하는 값이 아닌 자동으로 생성되는 값을 사용할 때 사용
    - 타입
      - AUTO : 기본값, JPA 구현체가 알아서 생성
      - IDENTITY : 사용하는 DMS가 키 생성을 결정
      - SEQUENCE : DB의 sequence를 이용해서 키를 생성, @SequenceGenrator와 같이 사용
      - TABLE : 키 생성 전용 테이블을 생성해서 키 생성, @TableGenrator와 함께 사용
    - ex) @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
  - @Column
    - 추가적인 컬럼이 필요한 경우에 사용
    - ex) @Column(name ="member_id")
Repository
- 상속을 받아 선언하는 것만으로 아래 메소드들을 통해서 CRUD 가능

영속성 컨텍스트

EntityManagerFactory vs EntityManager

EntityManagerFactory

만드는 비용이 상당히 크다.
한개만 만들어서 어플리케이션 전체에서 공유하도록 설계한다.
여러 쓰레드가 동시에 접근해도 안전, 서로다른 스레드간 공유가 가능하다.

EntityManager

여러 쓰레드가 동시에 접근하면 동시성 문제 발생
스레드간 절대 공유하면 안된다.
데이터베이스 연결이 필요한 시점까지 커넥션을 얻지 않는다.

의미

- 엔티티를 영구 저장하는 환경

비영속

엔티티 객체를 생성
순수한 객체상태, 아직 저장하지 않음
영속성 컨텍스트나 데이터베이스와 상관없음
EntityManager.persist() 를 호출 전 상태

코드예시

Member member = new Member();
member.setName("멤버1");

영속

엔티티 매니저를 통해 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장(영속상태 = 영속성 컨텍스트에 의해 관리되다는 의미)
영속성 컨텍스트가 관리하는 엔티티를 영속 상태
EntityManager.find() 나 JPQL을 사용해서 조회한 엔티티도 영속상태
비영속 상태의 객체를 Entity.persist() 를 호출하여 영속상태로 만든다.

준영속

영속성 컨텍스트가 관리하던 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트가 관리하지 않으면 준영속 상태
이미 한번 DB에 저장돼 식별자가 존재, 임의로 만들어낸 엔티티도 기존 식별자를 가지고 있으면 준영속 엔티티
EntityManger.detach() 호출로 준영속 상태 명시적 호출
EntityManger.close()를 호출해서 영속성 컨텍스트를 닫음
EntityManger.clear()로 영속성 컨텍스트 초기화
준영속 엔티티 수정 방법
- 변경감지(Dirty Checking) 기능 사용
  - 영속성 컨텍스트에서 엔티티를 다시 조회한 후에 데이터를 수정하는 방법
  - 트랜젝션 안에서 엔티티를 다시 조회, 변경할 값 선택 후 트랜잭션 commit 시점에서 변경감지가 동작해서데이터 베이스에 UPDATE SQL 실행
  - 더 권장하는 방법
    - 변경감지 기능은 원하는 속성만 선택해서 변경할 수 있지만, 병합을 사용하면 모든 속성이 변경된다.
    - 변합시 값이 없으면 null로 업데이트 할 위험이 있다.
    - 참고로 수정에서 아래코드와 같이 Setter를 사용해서 값을 변경하는 것보단 메서드 명으로 선언하여 추적하기 편하게 설계하는 것이 바람직하다.(중요)
  - 예시 코드
```
//준영속성 컨텍스트 객체의 값을 변경하면 변경을 감지해서 UPDATE SQL을 처리한다.
Member member = em.find(Member.class, 100L);

//TX
member.changeName("변경1");

//변경감지(Dirty Checking)
//TX commit
```
- 병합(merge)사용
  - 준영속 상태의 엔티티를 영속 상태로 변경할 때 사용하는 기능
  - 반환 된 값이 영속상태, 파라미터로 넘긴 값은 영속상태로 변경되지 않는다.

삭제

엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제
엔티티를 즉시 삭제하는 것이 아님(삭제 쿼리를 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록)
EntityManger.remove() 메서드로 사용(메서드를 호출하는 순간 영속성 컨텍스트에서 제거)

영속성 컨텍스트 특징

영속성 컨텍스트와 식별자 값
- 엔티티를 식별자값(@Id로 테이블의 기본 키와 매핑한 값)으로 구분
- 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야한다.
- 식별자 값이 없으면 예외 발생
영속성 컨텍스트와 데이터 베이스 저장
- JPA는 보통 트랜잭션을 커밋하는 순간 영속성 컨텍스트에 새로 저장된 엔티티를 데이터 베이스에 반영
- 플러시(flush)
영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하는 것의 장점
- 1차 캐시
- 동일성 보장
- 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연
- 변경 감지
- 지연 로딩

연관관계 매핑

- 객체의 참조와 테이블의 외래키를 매핑할 수 있다.

방향

단방향
- 회원 -> 팀 or 팀 -> 회원
- @ManyToOne
  - 다대일(N : 1)관계라는 매핑 정보
  - 어노테이션 필수
- @JoinColum(name="연관관계의_주인_id")
  - 조인컬럼은 외래 키를 매핑할 때 사용
  - name 속성에 매핑할 외래키 이름을 지정
  - 생략 가능하다.
  - 생략시에는 기본전략 : 필드면 + _ + 참조하는 테이블의 컬럼명
양방향
- 회원 -> 팀 & 팀 -> 회원
- 팀에서 회원으로 접근하는 관계, 회원에서 팀으로 접근 가능하고, 팀에서 회원으로 접근가능한 양방향성

다중성

다대일(N:1), 일대다(1:N), 일대일(1:1), 다대다(N:N)
하지만 데이터베이스 설계에서 다대다관계는 좋지 않으므로 다대일 또는 일대다로 만들 것

연관관계의 주인

객체를 양방향 연관관계로 만들면 연관관계의 주인을 정해야 한다.
두 객체 연관관계 중 하나를 정해서 테이블의 외래키를 관리해야 하는데 이것을 연관관계 주인이라 한다.
양방향 매핑 규칭 : 연관관계의 주인
- 연관관계의 주인만이 데이터베이스 연관관계와 매핑 된다.
- 연관관계의 주인만이 외래키를 관리(등록, 수정, 삭제)할 수 있다.
- 주인이 아닌 쪽은 읽기만 할 수 있다.
보통 일대다 관계의 테이블에서 반드시 다(N) 쪽에 외래키(Foreign Key)가 있어야 한다. (즉, 다쪽에 연관관계 주인이 돼야한다.)
연관관계 주인만 데이터베이스 연관관계와 매핑, 외래 키를 관리한다.
주인이 아닌 반대편은 읽기만 가능, 외래키를 변경하지 못한다.

연관관계를 사용해 조회

객체 그래프 탐색

Member member = em.find(Member.class, 100L)

객체 지향 쿼리

List<Member> result = em.createQuery("select m from Member m where m.name = :name", Member.class)
                		.setParameter("name", name)
                		.getResultList();

참고

모든 연관관계는 지연로딩으로 설정해야한다.
- 즉시로딩(FetchType.EAGER): 엔티티를 조회할 때 연관 된 엔티티들을 다 로딩하는 것(트랜젝션의 시간을 단축시킬 수 있음)
- 지연로딩(FetchType.LAZY): 로딩되는 시점이 아닌 후에 실제 객체를 사용하는 시점에 초기화 되는 것(트랜젝션시에 시간이 즉시로딩보다는 느림)
- 이유
  - 즉시로딩시에는 예측이 어렵고 추적하기가 어렵다.
  - 이럴 경우 쿼리가 n + 1문제가 발생할 수 있다.
- 따라서, 트랜젝션이 느린 것에 대한 이슈는 처리가 가능하므로 지연로딩을 하는것을 권장한다.
연관관계 편의 메서드를 사용하는 것을 권장한다.
- 양방향 연관관계에서는 연관관계 편의 메서드를 사용해주면 좋다.
- 연관관계 편의 메서드란?
  - 한번에 양방향 모두 세팅해주는 것
  - 예시코드(부모와 자식 모두에게 연관관계를 세팅해주는 코드)
  - ```
  public void addChildCategory(Category child){ this.child.add(child); child.setParent(this); }
```

엔티티는 식별자를 prameter로 넘겨서 찾아서 사용
- 컨트롤러에서 객체 엔티티를 찾아서 보내는 것보다 식별자만 넘겨서 엔티티에서 처리하는 것이 좋다.
  - 엔티티에서 객체를 식별자로 찾아서 처리하는 것이 영속성 컨텍스트가 존재하는 상태에서 값을 처리할 수 있기 때문
  - 엔티티를 밖에서 찾아서 파라미터로 넘기면, Transactional과 관계없는 영속성 컨텍스트가 넘어오기 때문에 값을 수정함에 있어서 불편함을 겪는다.

티스토리

JPA 정의와 사용

JPA 정의와 사용

ORM 이란?

ORM 장단점

영속성(Persistence)

JPA 란?

동작방법

장단점

Spring Datat JPA

구성요소

영속성 컨텍스트

EntityManagerFactory vs EntityManager

EntityManagerFactory

EntityManager

의미

관련코드

비영속

영속

준영속

삭제

영속성 컨텍스트 특징

연관관계 매핑

방향

다중성

연관관계의 주인

연관관계를 사용해 조회

참고