JPA(Java Persistence API)

💁‍♀️ JPA란,
자바 진영의 ORM(Object Relational Mapping) 기술 표준으로 ORM 기술을 사용하기 위한 표준 인터페이스의 모음

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💁‍♀️ ORM이란,
객체관계 매핑. 자바 플랫폼 SE와 EE를 사용하는 응용프로그램에서 객체는 객체 지향적으로 설계하고 관계형 데이터베이스는 관계형 데이터베이스의 패러다임대로 설계할 수 있도록 중간에서 매핑을 해주는 기술

• 자바 객체와 DB테이블을 매핑하고 자바 객체간의 관계를 토대로 SQL을 생성 및 실행 할 수 있으며 대중적인 언어에는 대부분 ORM 기술이 존재

🙋‍ 왜 JPA를 사용하나요?

👉 JPA의 장점

• 객체지향과 관계지향이라는 서로 다른 패러다임 불일치를 해소해 주며 SQL 중심이 아닌 객체지향 패러다임 중심의 개발이 가능
• 개발자가 직접 SQL을 따로 작성하지 않아도 SQL문을 작성해 주므로 생산성이 향상생산성이 향상
• SQL을 수정할 필요가 없으므로 설정 및 필드 변경시 SQL이 자동 수정되어 유지보수가 향상
• DB의 종류에 따라 SQL문에 있어 다소 차이가 있지만 JPA는 개발자 대신 이를 판단하고 해당 DB에 맞는 SQL을 작성
• 캐시를 활용한 성능 최적화로 인해 트랜잭션을 처리하는 시간이 굉장히 많이 단축

👉 JPA의 단점

• 너무 복잡한 SQL을 작성하기에는 적합 X
• JPA를 제대로 이해하지 못하고 작성시 성능저하 발생 가능성
• 객체지향 패러다임과 관계형 데이터베이스 패러다임에 대한 이해가 없는 상태로는 제대로 이해할 수 X
• 복잡한 동적 SQL같은 경우 순수 JPA만으로는 부족한 부분에 있어 추가 라이브러리를 활용해야 할 경우가 생길 가능성 O

💁‍♀️ 고려 해야할 점
어플리케이션이 고도화 되면 JPA를 구현하여 손이 많이 가는 것 보다 Mybatis가 답이 될 수도 있음

• JPA가 무조건 좋은 것 X
• 다만 JPA는 추가 라이브러리를 활용하면 복잡한 SQL이나 동적 SQL에 있어서 도움을 받을 수 있음

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👀 JPA의 원리

👉 JPA의 기본 동작방식

• JPA는 엔티티를 저장하는 환경인 영속성 컨텍스트(Persistence Context)를 통해 엔티티를 보관하고 관리
• 엔티티(Entity) : @Entity, @Table, @Id, @Column과 같은 어노테이션을 통해 SQL이 아닌 DB 테이블과 매핑되게 작성된 클래스

👉 엔티티의 Persistence Context에서의 생명주기

• Persistence Context : 엔티티 메니저가 엔티티를 저장하는 공간으로 엔티티를 보관하고 관리
• 엔티티 매니저가 생성될 때 하나의 영속성 컨텍스트가 만들어짐

상태	설명
비영속(new/transient)	엔티티가 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
영속(managed)	엔티티가 영속성 컨텍스트에 저장된 상태
준영속(detached)	영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
삭제(removed)	영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
병합(merge)	엔티티가 준영속 상태인 엔티티가 다시 영속상태로 변경된 상태

find() : 조회
persist() : 등록
remove() : 삭제
detach() : 분리
merge() : detached Entity 병합
clear() : Persistence Context 초기화
close() : Persistence Context 사용 종료
commit() / flush() : 커밋

👉 영속성 컨텍스트가 엔티티를 관리하는 원리

[1] 1차 캐시

영속성 컨텍스트 내부에 Map으로 관리되는 캐시
(key는 @Id이자 매핑한 식별자, value는 엔티티 인스턴스)
👉 이 곳에 있는 엔티티는 캐시에서 바로 불러오기 때문에 조회 성능 향상

[2] 동일성 보장

반복해서 호출 시 1차 캐시에서 같은 엔티티 인스턴스를 가져올 수 있음

[3] 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(transactional write-behind)

예를 들어 엔티티 등록(INSERT) 실행 시, 엔티티 매니저는 트랜잭션을 커밋하기 직전까지 데이터베이스에 저장(flush) 대신, 쓰기 지연 SQL 저장소에 INSERT SQL을 차곡차곡 쌓게 되며 커밋 시에 쿼리를 데이터베이스로 보내는데 이를 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연이라고 함

💁‍♀️ 플러시(flush)란, 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터베이스에 반영하는 것

• 플러시 절차
  - 영속성 컨텍스트에 보관할 때 최초 엔티티 상태를 복사해서 스냅샷으로 저장해 두고 모든 엔티티를 스냅샷과 비교하여 수정된 엔티티를 찾은 후, 수정 쿼리를 만들어 쓰기 지연 SQL 저장소에 보냄
  - 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 저장
• 플러시를 하는 경우
  • em.flush()를 직접 호출
  • 트랜잭션 커밋 시 플러시가 자동 호출
  • JPQL 쿼리 실행 시 플러시가 자동 호출

[4] 변경 감지(dirty checking)

💁‍♀️ 변경 감지란, SQL에 의존적이지 않도록 엔티티의 데이터 변경을 감지하고 데이터베이스에 자동으로 반영하는 기능
영속성 컨텍스트에 보관할 때 최초 엔티티 상태를 복사해서 저장한 스냅샷과 이를 비교하여 감지하며 영속 상태의 엔티티에만 적용됨 (준영속이나 비영속은 해당 X)

• 변경 감지 절차 (커밋 실행 시)
  1. 우선 엔티티 매니저 내부에서 먼저 플러시(flush)가 호출됨
  2. 엔티티와 스냅샷을 비교해서 변경된 엔티티를 찾음
  3. 변경된 엔티티와 관련된 수정 쿼리를 생성해서 쓰기 지연 SQL 저장소에 보냄
  4. 쓰기 지연 저장소의 SQL을 데이터베이스로 보냄
  5. 데이터베이스에서 트랜잭션을 커밋