[JPA] Chapter 1 JPA 소개

아래 내용은 김영한님의 '자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍' 책의 내용을 요약하였습니다.

Chapter 1 JPA 소개

🔥 << 정리 >>

SQL을 직접 다룰 때 발생하는 다양한 문제

객체지향 언어와 관계형 DB 사이의 패러다임 불일치 문제

JPA가 각문제를 어떻게 해결하는지

JPA가 무엇이고 장점은 무엇인지

 

1.1 SQL을 직접 다룰 때 발생하는 문제점

• JPA는 자바 진영에서 힘을 모아서 만든 ORM 기술 표준
• 관계형 데이터베이스
  • 대중적, 신뢰할 만한 안전한 데이터 저장
• JDBC API를 사용해서 SQL을 데이터베이스에 전달
  • 그러면 DB는 결과 반환

SQL 문제점

• 데이터 접근 계층을 사용해서 SQL을 숨겨도 어쩔 수 없이 DAO를 열어서 어떤 SQL이 실행되는지 확인해야 한다는 점
• 진정한 의미의 계층 분할이 어렵다.
• 엔티티를 신뢰할 수 없다.
  • Member나 Team처럼 비즈니스 요구사항을 모델링한 객체
• SQL에 의존적인 개발을 피하기 어렵다.

JPA와 문제 해결

• 객체를 DB에 저장하고 관리할 떄, 개발자가 직접 SQL 작성X
• JPA가 제공하는 API 사용
• 그러면 JPA가 개발자 대신, 적절한 SQL을 생성해서 DB에 전달

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1.2 패러다임의 불일치

• 객체와 관계형 데이터 베이스는 지향하는 목적이 서로 다르므로 둘의 기능과 표현 방법도 다르다.
• ⇒ 패러다임 불일치 문제
  • 즉, 객체 구조를 테이블 구조에 저장하는 데는 한계가 있다.

1.2.1 상속

• 객체는 상속이라는 기능이 있지만 테이블은 없다.
  • 일부 DB는 상속 기능을 지원하지만 객체의 상속과는 약간 다름
• 데이터베이스 모델링에서 이야기하는 슈퍼타입 서브타입 관계를 사용하면 객체 상속과 가장 유사한 형태로 테이블 설계 가능
  • ex) ITEM 테이블의 DTYPE 값이 MOVIE면 영화 테이블과 관계 있음
  JPA와 상속
  • 패러다임의 불일치 문제를 해결해줌
  • 개발자는 마치 자바 컬렉션에 객체를 저장하듯이 JPA에게 객체를 저장하면 됨

  // Item을 상속한 Album 객체를 저장
  // persist() 메소드 사용
  jpa.persist(album);
  
  //JPA는 다음 SQL을 실행해서 객체를 ITEM, ALBUM 두 테이블에 나누어 저장
  INSERT INTO ITEM ...
  INSERT INTO ALBUM ...
   
  // Album 객체 조회
  // find() 메소드 사용
  String albumId = "id100";
  Album album = jpa.find(Album.class, albumId);
  
  // JPA는 ITEM과 ALBUM 두 테이블을 조인해서 필요한 데이터를 조회하고 그 결과를 반환
  SELECT I.*, A.*
  	FROM ITEM I
  	JOIN ALBUM A ON I.ITEM_ID = A.ITEM_ID
  

1.2.2 연관관계

• 객체는 참조를 사용해서 다른 객체와 연관관계를 가지고 참조에 접근해서 연관된 객체를 조회
  • 참조가 있는 방향으로만 조회 가능(상속한 객체만 상속 받은 객체를 볼 수 있음)
• 테이블은 외래 키를 사용해서 다른 테이블과 연관관계를 가지고 조인을 사용해서 연관된 테이블을 조회
  • 외래 키 하나로 양방향 가능
• 그렇다고 외래 키를 관계형 데이터베이스가 사용하는 방식에 맞추면 상속한 객체와 연관된 상속받은 객체를 참조를 통해서 조회할 수 없다.
• 따라서, 이런 방식을 따르면 좋은 객체 모델링은 기대하기 어렵고 결국 객체지향의 특징을 잃어버림
  • Member : 부모, TEAM_ID : child
  • 객체지향 모델링(객체를 참조로 관계맺기)을 사용하면 객체를 테이블에 저장하거나 조회하기 쉽지 않음
    • Member 객체는 team 필드로 연관관계
    • MEMBER 테이블은 TEAM_ID 외래키로 연관관계
  • 객체모델은 외래 키가 필요없고 단지 참조만 있으면 됨
  • 반면, 테이블은 참조가 필요없고 외래 키만 있으면 됨
  • 결국, 개발자가 중간에서 변환 역할
  • 저장
    • 객체를 DB에 저장하려면 team 필드를 TEAM_ID 외래 키 값으로 변환해야함
    • 외래 키 값을 찾아 INSERT SQL 만들어야 함
    • MEMBER 테이블에 저장해야 할 TEAM_ID 외래 키는 TEAM 테이블의 기본 키이므로 **member.getTeam().getId()**로 구함

    member.getId();  //MEMBER_ID PK에 저장
    member.getTeam().getId();  //TEAM_ID FK에 저장
    member.getUsername();  //USERNAME 컬럼에 저장
    

  • 조회
    • TEAM_ID 외래 키 값을 Member 객체의 team 참조로 변환해서 객체에 보관해야 함

    // MEMBER와 TEAM 조회
    SELECT M.*, T.*
    	FROM MEMBER M
    	JOIN TEAM T ON M.TEAM_ID = T.TEAM_ID
    
    // 개발자가 직접 연관 관계 설정
    publin Member find(String member Id) {
    	// SQL 실행
    	...	
    	Member ember = new Member();
    	...
    
    	// DB에서 조회한 회원 관련 정보를 모두 입력
    	Team team = new Team();
    	...
    	// DB에서 조회한 팀 관련 정보를 모두 입력
    
    	//  회원과 팀 관계 설정
    	member.setTeam(team); // **********
    	return member;
    }
    

    ⇒패러 다임 불일치를 해결하려고 소모하는 비용 ⇒ 만약 자 바컬렉션에 회원 객체를 저장한다면 이런 비용이 전혀 들지 않음

    member.setTeam(team); // 회원과 팀 연관관계 설정
    jpa.persist(member); // 회원과 연관관계 함께 저장 
    

    • JPA는 team의 참조를 외래키로 변환해서 적절한 INSERT SQL을 DB에 전달
    • 객체를 조회할 때 외래 키를 참조로 변환하는 일도 JPA가 처리해줌

    	Member member = jpa.find(Member.class, memberId);
    	Team team = member.getTeam();
    

  • JPA와 연관관계
• 객체지향 모델링

1.2.3 객체 그래프 탐색

JPA와 객체 그래프 탐색

• JPA를 사용하면 연관된 객체를 신뢰하고 마음껏 조회 가능
• 이 기능은 실제 객체를 사용하는 시점까지 데이터베이스 조회를 미룬다고 해서 지연로딩
• JPA는 지연 로딩을 transparent(투명)하게 처리
• Member를 사용할 때마다 Order를 함께 사용
• 한 테이블씩 조회 vs Member를 조회하는 시점에 SQL join을 사용해서 Member, Order 함께 조회
• ⇒ 후자가 효과적
• JPA는 연관된 객체를 즉시 함께 조회할지 아니면 실제 사용되는 시점에 지연해서 조회할지를 간단한 설정으로 정의

// Member와 Order를 즉시 함께 조회
SELECT M.*, O.*
	FROM MEMBER M
	JOIN ORDER O ON M.MEMBER_ID = O.MEMBER_ID

1.2.4 비교

• DB는 기본 키의 값을 row 구분
• 객체는 동일성(identity) 비교와 동등성(equality) 비교
  • 동일성 비교 : == , 객체 인스턴스의 주소 값 비교
  • 동등성 비교 : equals() 메소드를 사용해서 객체 내부의 값을 비교
• 따라서 테이블의 로우를 구분하는 방법과 객체를 구분하는 방법에는 차이가 있다.
• JPA는 같은 트랜잭션일 때 같은 객체가 조회되는 것을 보장
• 다음 코드에서 member1, 2는 동일성 비교에 성공한다.(원래는 False 반환)

String memberId = "100";
Member member1 = jpa.find(Member.class, memberId);
Member member2 = jpa.find(Member.class, memberId);

member1 == member2; // true

1.2.5 정리

• 정교한 객체모델링을 할수록 패러다임의 불일치 문제가 더 커진다. ⇒ JPA로 해결
• JPA는 패러다임의 불일치 문제를 해결해주고 정교한 객체 모델링을 유지하게 도와준다.

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1.3 JPA란 무엇일까?

JPA

JPA 동작 - 조회

• JPA(Java Persistence API)
  • 자바 진영의 ORM 기술 표준
• ORM(Object-Relational Mapping)
  • 객체와 관계형 DB 매핑
  • +) ORM 프레임워크는 객체와 테이블을 매핑해, 패러다임의 불일치 문제를 해결해줌
    • 하이버네이트 : 대부분의 패러다임 불일치 문제를 해결해주는 성숙한 ORM 프레임워크
    • ORM 프레임워크를 사용하면 객체를 DB에 저장할 때 INSERT SQL을 직접 작성하는 것이 아니라 객체를 마치 자바 컬렉션에 저장하듯이 ORM 프레임워크에 저장하면 된다.

// JPA를 사용해서 객체를 저장하는 코드
jpa.persist(member); // 저장

// JPA를 사용해서 객체를 조회하는 코드
Member member = jpa.find(memberId); // 조회

1.3.1 JPA 소개

• EJB(빈즈) 3.0에서 하이버네이트를 기반으로 새로운 자바 ORM 기술 표준이 만들어졌는데 이것이 바로 JPA
• JPA는 자바 ORM 기술에 대한 API 표준 명세
  • 쉽게 이야기하면, 인터페이스를 모아둔 것
• JPA를 사용하려면 JPA를 구현한 ORM 프레임워크를 선택해야하는데, 현재 JPA 2.1을 구현한 ORM 프레임워크는 하이버네이트, EclipseLink, DataNucleus가 있음
• 책에서는 하이버네이트 사용

1.3.2 왜 JPA를 사용해야 하는가?

• 생산성
  • 자바 컬렉션에 객체를 저장하듯이 JPA에게 저장할 객체를 전달
  • 데이터베이스 설계 중심의 패러다임을 객체 설계 중심으로 역전 시킬 수 있음
• 유지보수
  • 개발자가 작성해야 했던 SQL과 JDBC API 코드를 JPA가 대신 처리해주므로 유지보수 해야하 하는 코드 수가 줄어듦.
  • 객체지향 언어가 가진 장점들을 활용해서 유연하고 유지보수하기 좋은 도메인 모델을 편리하게 설계할 수 있음
• 패러다임의 불일치 해결
  • JPA는 상속, 연관관계, 객체 그래프 탐색, 비교하기와 같은 패러다임의 불일치 문제를 해결해줌.
• 성능
  • 애플리케이션과 DB 사이에서 다양한 성능 최적화 기회 제공
  • JPA는 애플리케이션과 DB 사이에서 동작
  • 애플리케이션과 DB 사이에 계층이 하나 더 있으면 최적화 관점에서 시도해볼 수 있는 것들이 많음
• 데이터 접근 추상화와 벤더 독립성
  • 관계형 B는 같은 기능도 벤더마다 사용법이 다른 경우가 많다.
    • ex) 페이징 처리는 DB마다 달라서 사용법을 각각 배워야함
  • 애플리케이션은 처음 선택한 DB 기술에 종속되고 다른 데이터베이스로 변경하기는 매우 어렵
  • JPA는 애플리케이션과 DB 사이에 추상화된 데이터 접근 계층을 제공해서 애플리케이션이 특정 데이터베이스 기술에 종속되지 않도록 함.
    • 만약 DB를 변경하면 JPA에게 다른 DB를 사용한다고 알려주기만 하면 됨.
• 표준
  • JPA는 자바 진영의 ORM 기술 표준
  • 표준을 사용하면 다른 구현 기술로 손쉽게 변경 가능

+) JPA가 어려운 근본적인 이유 : ORM이 객체지향과 관계형 데이터 베이스라는 두 기둥 위에 있기 때문

 

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Reference

자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 김영한 지음