[스프링 JPA] WEEK 1

enxnong·2023년 9월 9일
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김영환님의 강의 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편 보면서 공부한 내용입니다.

🏊‍♀️ 섹션 1

JPA 소개

📝 JPA란?

  • Java persistence API
  • 자바 진영의 ORM 기술 표준

💡 ORM이란?

  • Object-relational mapping(객체 관계 매핑)
  • 객체는 객체대로 설계
  • 관계형 데이터베이스는 관계형 데이터베이스대로 설계
  • ORM 프레임워크가 중간에서 매핑
    → 패러다임 불일치 해결
  • 대중적인 언어에는 대부분 ORM 기술이 존재

📝 JPA는 애플리케이션과 JDBC 사이에서 동작

  • JAVA 애플리케이션과 DB가 통신하려면 JDBC API를 사용하는데 개발자가 직접 사용했다면, JPA는 개발자 대신 사용한다.

JPA동작 - 저장

JPA동작 - 조회

JPA는 인터페이스의 모음 (하이버네이트, EclipseLink, DataNucleus)

📝 JPA를 왜 사용해야 하는가?

  • SQL 중심적인 개발에서 객체 중심으로 개발
  • 생산성
  • 유지보스
    • 기존 : 필드 변경시 모든 SQL 수정
    • JPA : 필드만 추가하면 됨, SQL은 JPA가 처리
  • 패러다임의 불일치 해결
  1. 상속

✅ 조회시 JOIN도 알아서 해준다

  1. 연관관계, 객체 그래프 탐색

  2. 신뢰할 수 있는 엔티티, 계층
    ✅ 지연로딩(Lazy Loading)이라는 기술로 가능하다

  3. 비교하기

  • 성능

  1. 1차 캐시와 동일성 보장
    ✅ 첫번째 조회시 sql 쿼리로 조회한 후에 두번째 조회시 jpa가 가지고있는 메모리상(캐시)에서 반환한다

  2. 쓰기 지연

  3. 지연 로딩과 즉시 로딩
    ✅ 지연 로딩 : 객체가 실제 사용될 때 로딩
    (ex : member만 먼저 조회하고 team을 후에 사용할 때)
    ✅ 즉시 로딩 : JOIN SQL로 한번에 연관된 객체까지 미리 조회
    (ex : member와 team을 조회할 때 거의 같이 조회할 때)

  • 데이터 접근 추상화와 벤더 독립성
  • 표준

🏊‍♀️ 섹션 2

JPA 시작하기

📝 프로젝트 생성

💡 H2 데이터베이스 설치와 실행

  • JPA는 데이터베이스 기반 개발을 해야 하기 때문에 h2database를 사용
  • 최고의 실습용 DB
  • 가볍다.(1.5M)
  • 웹용 쿼리툴 제공
  • MySQL, Oracle 데이터베이스 시뮬레이션 기능
  • 시퀀스, AUTO INCREMENT 기능 지원

💡 메이븐

  • http://maven.apache.org/
  • 자바 라이브러리, 빌드 관리
  • 라이브러리 자동 다운로드 및 의존성 관리
  • 최근에는 그래들(Gradle)이 점점 유명
  1. 라이브러리 추가 - pom.xml
    ✅ h2데이터베이스의 버전은 내가 설치한 버전과 꼭 동일하게 해야한다
    h2에 SELECT H2VERSION() FROM DUAL;를 입력하면 설치한 버전을 확인할 수 있다
    <dependencies>
        <!-- JPA 하이버네이트 -->
        <dependency>
            <groupId>org.hibernate</groupId>
            <artifactId>hibernate-entitymanager</artifactId>
            <version>5.3.10.Final</version>
        </dependency>
        <!-- H2 데이터베이스 -->
        <dependency>
            <groupId>com.h2database</groupId>
            <artifactId>h2</artifactId>
            <version>1.4.200</version>
        </dependency>
    </dependencies>
  1. JPA 설정하기 - /META-INF/persistence.xmlMpersistence.xml
    ✅ javax로 시작 : jpa 인테페이스 중 어떤 것을 써도 문제 없음(그대로 적용됨. 즉, 표준)
    ✅ hibernate로 시작 : jpa 인테페이스를 바꾸면 hibernate로 써진 설정을 모두 바꿔야함(즉, hibernate 전용 옵션)
<persistence version="2.2"
             xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
             xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence/persistence_2_2.xsd">
    <persistence-unit name="hello">
        <properties>
            <!-- 필수 속성 -->
            <property name="javax.persistence.jdbc.driver" value="org.h2.Driver"/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.user" value="sa"/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.password" value=""/>
            <property name="javax.persistence.jdbc.url" value="jdbc:h2:tcp://localhost/~/test"/>
            <property name="hibernate.dialect" value="org.hibernate.dialect.H2Dialect"/>

            <!-- 옵션 -->
            <property name="hibernate.show_sql" value="true"/>
            <property name="hibernate.format_sql" value="true"/>
            <property name="hibernate.use_sql_comments" value="true"/>
            <!--<property name="hibernate.hbm2ddl.auto" value="create" />-->
        </properties>
    </persistence-unit>
</persistence>

📝 데이터베이스 방언

  • JPA는 특정 데이터베이스에 종속 X

  • 각각의 데이터베이스가 제공하는 SQL 문법과 함수는 조금씩 다름

    • 가변 문자: MySQL은 VARCHAR, Oracle은 VARCHAR2
    • 문자열을 자르는 함수: SQL 표준은 SUBSTRING(), Oracle은 SUBSTR()
    • 페이징: MySQL은 LIMIT , Oracle은 ROWNUM

  • 방언: SQL 표준을 지키지 않는 특정 데이터베이스만의 고유한 기능

애플리케이션 개발

📝 JPA 구동방식

💡 주의

  • 엔티티 매니저 팩토리는 하나만 생성해서 애플리케이션 전체에서 공유
  • 엔티티 매니저는 쓰레드간에 공유X (사용하고 버려야 한다).
    - 왜? 엔티티 매니저는 고객의 요청이 올 때 마다 계속 사용 및 완료를 실행하기 때문
  • JPA의 모든 데이터 변경은 트랜잭션 안에서 실행

오류 발생

  1. Module ex1-hello-jpa SDK 17 does not support source version 1.5.
    java Compiler을 1.5에서 8로 수정하여 해결
    참고 : https://zion830.tistory.com/114

  2. 'org.h2.jdbc.JdbcSQLNonTransientConnectionException: Connection is broken: "java.net.SocketException: 현재 연결은 사용자의 호스트 시스템의 소프트웨어의 의해 중단되었습니다:'
    h2에서 url을 pom.xml과 동일한 버전으로 맞춘뒤 실행하여 해결

  3. exception in thread "main" java.lang.noclassdeffounderror:
    persistence.xml의 javax부분을 jakarta로 수정하여 해결

    💡 도와주신 천사님 왈 :
    최신 버전 기준으로 하실거면 javax보다 jakarta 가 좋다고 하네요 이클립스에서 javax 이제 관리 안 한다구..

📝 JPQL 소개

  • 가장 단순한 조회 방법
    • EntityManager.find()
    • 객체 그래프 탐색(a.getB().getC())
   List<Member> result = em.createQuery("select m from Member as m", Member.class)
                    .getResultList();
// jpa는 코드를 짤 때 테이블 대상으로 짜지 않는다. 즉, Member객체를 대상으로 쿼리를 짠다

for(Member member : result){
     System.out.println("member.name = " + member.getName());
}


// 결과물
select
   m1_0.id,
   m1_0.name 
 	 from Member m1_0 offset ? rows fetch first ? rows only
  • JPA를 사용하면 엔티티 객체를 중심으로 개발
  • 문제는 검색 쿼리
  • 검색을 할 때도 테이블이 아닌 엔티티 객체를 대상으로 검색
  • 모든 DB 데이터를 객체로 변환해서 검색하는 것은 불가능
  • 애플리케이션이 필요한 데이터만 DB에서 불러오려면 결국 검색 조건이 포함된 SQL이 필요
  • JPA는 SQL을 추상화한 JPQL이라는 객체 지향 쿼리 언어 제공
  • SQL과 문법 유사, SELECT, FROM, WHERE, GROUP BY, HAVING, JOIN 지원
  • JPQL은 엔티티 객체를 대상으로 쿼리
  • SQL은 데이터베이스 테이블을 대상으로 쿼리
  • 테이블이 아닌 객체를 대상으로 검색하는 객체 지향 쿼리
  • SQL을 추상화해서 특정 데이터베이스 SQL에 의존X
  • JPQL을 한마디로 정의하면 객체 지향 SQL

🏊‍♀️ 섹션 3

영속성 컨텍스트1

📝 JPA에서 가장 중요한 2가지
- 객체와 관계형 데이스 매팅파이(ORM)
- 영속성 컨텍스트

💡 영속성 컨텍스트란?

  • "엔티티를 영구 저장하는 환경"이라는 뜻
  • EntityManager.persist(entity);
  • 엔티티 매니저를 통해서 영속성 컨텍스트에 접근

📝 엔티티의 생명주기

  • 비영속 (new/transient)
    ✅ 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태
//객체를 생성한 상태 (jpa와 전혀 관계 없는 상태)
Member member = new Member();
member.setId(1L);
member.setName("userA");
  • 영속 (managed)
    ✅ 영속성 컨텍스트에 관리되는 상태
EntityManager em = emf.createEntityManager();
em.getTransaction().begin();

//객체를 저장한 상태(영속)
em.persist(member)
  • 준영속 (detached)
    ✅ 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태
// 회원 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리, 준영속 상태
em.detach(member)
  • 삭제 (removed)
    ✅ 삭제된 상태
em.remove(member);

📝 영속성 컨텍스트의 이점

  • 1차 캐시
    ✅ 1차 캐시에 저장하고, 또 사용하면 그걸 조회(데이터베이스에서 조회 X)
    ✅ 똑같은 것을 2번 조회할 때 첫 번째는 쿼리, 두 번째는 1차 캐시에서 조회
// 비영속
Member member = new Member();
    member.setId(101L);
    member.setName("HelloJPA");

// 영속
em.persist(member); // 1차 캐시에 저장돼서 db에서 select 쿼리를 통해서 조회안함
Member findMember = em.find(Member.class, 101L);

System.out.println("findMember.id = " + findMember.getId());
System.out.println("findMember.name = " + findMember.getName());
Member findMember1 = em.find(Member.class, 101L); // 쿼리를 통해 조회
Member findMember2 = em.find(Member.class, 101L); // 1차 캐시를 통해 조회

결과물 : 쿼리 한 번만 조회됨
    select
        m1_0.id,
        m1_0.name 
    from
        Member m1_0 
    where
        m1_0.id=?
  • 동일성(identity) 보장
    ✅ 1차 캐시로 반복 가능한 읽기(REPEATABLE READ) 등급의 트랜잭션 격리 수준을 데이터베이스가 아닌 애플리케이션 차원에서 제공
System.out.println("result = " + (findMember2 == findMember1));

결과물
result = true
  • 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(transactional write-behind)
    ✅ 버퍼링 기능 (insert 쿼리를 모았다가 한 번에 db에 저장)
//엔티티 매니저는 데이터 변경시 트랜잭션을 시작해야 한다.
tx.begin(); // [트랜잭션] 시작

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
//여기까지 INSERT SQL을 데이터베이스에 보내지 않는다.
//커밋하는 순간 데이터베이스에 INSERT SQL을 보낸다.

tx.commit(); // [트랜잭션] 커밋
  • 변경 감지
    ✅ JPA 값을 변경하면 transaction이 commit되는 시점에 변경

플러시

📝 플러시란?

  • 영속성 컨텍스트의 변경 내용을 데이터 베이스에 반영(동기화)
  • 영속성 컨텍스트를 비우는 것이 아님
  • 트랜잭션이라는 작업 단위가 중요 → 커밋 직전에만 동기화하면 됨

📝 플러시 발생

  • 변경 감기
  • 수정된 엔티티 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록
  • 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송 (등록, 수정, 삭제 쿼리)

📝 영속성 컨텍스트르 플러시하는 방법

  • em.flush() : 직접 호출
  • 트랜잭션 커밋 : 플러시 자동 호출
  • JPQL 쿼리 실행 : 플러시 자동 호출

💡 플러시를 하는 경우
: 지연SQL, 쓰기지연SQL에 저장된 쿼리를 DB로 전송하는 것이지 commit이 되는 것은 아니므로 commit까지 진행되어야 DB에 반영됨

📝 플러시 모드 옵션
em.setFlushMode(FlushModeType.COMMIT)

  • FlushModeType.AUTO
    ✅ 커밋이나 쿼리를 실행할 때 플러시 (기본값)
  • FlushModeType.COMMIT
    ✅ 커밋할 때만 플러시

준영속 상태

📝 준영속 상태란?

  • 영속 → 준영속으로 변경
  • 영속 상태의 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 분리(detach)하는 것
  • 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 사용하지 못함(당연함)

📝 준영속 상태롤 만드는 방법

  • em.detach(entity)
    ✅ 특정 엔티티만 준영속 상태로 전환
  • em.clear()
    ✅ 영속성 컨텍스트를 완전히 초기화
    ✅ 1차 캐시 관계 없이 테스트 케이스 작성할 때 도움됨
  • em.close()
    ✅ 영속성 컨텍스트를 종료

🏊‍♀️ 섹션 4

객체와 테이블 매핑

📝 엔티티 매핑
1. 객체와 테이블 매핑 : @Entity, @Table
2. 필드와 칼럼 매핑 : @Column
3. 기본 키 매핑 : @Id
4. 연관관계 매핑 : @ManyToOne, @JoinColumn

📝 객체와 테이블 매핑

  1. @Entity
  • @Entity가 붙은 클래스는 JPA가 관리, 엔티티라 한다.
  • JPA를 사용해서 테이블과 매핑할 클래스는 @Entity 필수

    💡 주의
    • 기본 생성자 필수(파라미터가 없는 public 또는 protected 생성자)
    • final 클래스, enum, interface, inner 클래스 사용X
    • 저장할 필드에 final 사용 X

  • 속성: name
    • JPA에서 사용할 엔티티 이름을 지정한다.
    • 기본값: 클래스 이름을 그대로 사용(예: Member)
    • 같은 클래스 이름이 없으면 가급적 기본값을 사용한다.
  1. @Table
  • @Table은 엔티티와 매핑할 테이블 지정

데이터베이스 스키마 자동 생성

  • DDL을 애플리케이션 실행 시점에 자동 생성
  • 테이블 중심 → 객체 중심
  • 데이터베이스 방언을 활용해서 데이터베이스에 맞는 적절한
    DDL 생성
  • 이렇게 생성된 DDL은 개발 장비에서만 사용
  • 생성된 DDL은 운영서버에서는 사용하지 않거나, 적절히 다듬
    은 후 사용
// persistence.xml 파일에 아래 문구 추가
 <property name="hibernate.hbm2ddl.auto" value="create" />
 
// 파일 실행 시 기존 테이블 삭제 후 새로운 테이블 생성
 drop table if exists Member cascade 
 
  create table Member (
        id bigint not null,
        name varchar(255),
        primary key (id)
    )
Hibernate: 
    /* insert for
        hellojpa.Member */insert 
    into
        Member (name,id) 
    values
        (?,?)

💡 주의

  • 운영 장비에는 절대 create, create-drop, update 사용하면
    안된다.
  • 개발 초기 단계는 create 또는 update
  • 테스트 서버는 update 또는 validate
  • 스테이징과 운영 서버는 validate 또는 none

필드와 컬럼 매핑

  • @Column : 컬럼 매핑
  • @Temporal : 날짜 타입 매핑
  • @Enumerated : enum 타입 매핑

    💡 주의! ORDINAL 사용 X
    → 데이터 추가 시 위치에 따라 enum이 생성되기 때문에 운영시 문제생김
    ✅ EnumType.ORDINAL: enum 순서를 데이터베이스에 저장
    ✅ EnumType.STRING: enum 이름을 데이터베이스에 저장
    💥 EnumType.STRING 개발하기

  • @Lob : BLOB, CLOB 매핑
  • @Transient : 특정 필드를 컬럼에 매핑하지 않음(매핑 무시)
    • 메모리에서만 사용 (DB에 생성되지 않음)
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