[DB 1] JDBC 이해

oh_eol·2024년 4월 7일
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스프링 DB

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JDBC 란?

JDBC(Java Database Connectivity)는 자바에서 데이터베이스에 접속할 수 있도록 하는 자바 API다. JDBC는 데이터베이스에서 자료를 쿼리하거나 업데이트하는 방법을 제공한다.

애플리케이션 서버와 DB는 일반적으로 다음 순서로 사용된다.
1. 애플리케이션 서버에서 DB에 커넥션을 연결한다.
2. 애플리케이션 서버에서 DB에 원하는 SQL 문을 전달한다.
3. DB에서 애플리케이션 서버에 결과를 응답한다.

DB 사용법의 문제

이 때 MySQL, Oracle(지금은 통합됐지만) 등 각각의 DB마다 사용법이 달랐기 때문에, 다음 두 가지 문제가 생겼다.

  • 데이터베이스를 다른 종류의 데이터베이스로 변경하면 애플리케이션 서버에 개발된 데이터베이스 사용 코드도 함
    께 변경해야 한다.
  • 개발자가 각각의 데이터베이스마다 커넥션 연결, SQL 전달, 그리고 그 결과를 응답 받는 방법을 새로 학습해야
    한다.

이를 해결하기 나온 것이 JDBC 라는 자바 표준이다. 구조는 다음과 같다.

JDBC 는 다음 세 가지 기능을 표준 인터페이스로 정의해서 제공한다.

  • java.sql.Connection - 연결
  • java.sql.Statement - SQL을 담은 내용
  • java.sql.ResultSet - SQL 요청 응답

이 JDBC 인터페이스를 각각의 DB 벤더(회사)에서 자신 의 DB에 맞도록 구현해서 라이브러리로 제공하는데, 이것을 JDBC 드라이버라 한다.

DB 사용법의 문제 해결

JDBC의 등장으로 다음 2가지 문제가 해결되었다.
1. 데이터베이스를 다른 종류의 데이터베이스로 변경하면 애플리케이션 서버의 데이터베이스 사용 코드도 함께 변경 해야하는 문제

  • 애플리케이션 로직은 이제 JDBC 표준 인터페이스에만 의존한다. 따라서 데이터베이스를 다른 종류의 데이 터베이스로 변경하고 싶으면 JDBC 구현 라이브러리만 변경하면 된다. 따라서 다른 종류의 데이터베이스로 변경해도 애플리케이션 서버의 사용 코드를 그대로 유지할 수 있다.
  1. 개발자가 각각의 데이터베이스마다 커넥션 연결, SQL 전달, 그리고 그 결과를 응답 받는 방법을 새로 학습해야하 는 문제
  • 개발자는 JDBC 표준 인터페이스 사용법만 학습하면 된다. 한번 배워두면 수십개의 데이터베이스에 모두 동일하게 적용할 수 있다.

JDBC 한계

일반적인 부분만 공통화했으므로, DB 변경 시 JDBC 코드는 변경하지 않아도 되지만 SQL은 해당 DB에 맞도록 변경해야 한다. 이는 JPA(Java Persistence API)를 사용 시 상당 부분 해결 가능하다.

JDBC와 최신 데이터 접근 기술

JDBC는 1997년에 출시될 정도로 오래된 기술이고, 사용하는 방법도 복잡하다. 그래서 최근에는 JDBC를 직접 사용하기 보다는 JDBC를 편리하게 사용하는 다양한 기술이 존재한다. 대표적으로 SQL Mapper와 ORM 기술로 나눌 수 있다.

SQL Mapper

  • 장점: JDBC를 편리하게 사용하도록 도와준다.
    • SQL 응답 결과를 객체로 편리하게 변환해준다.
    • JDBC의 반복 코드를 제거해준다.
  • 단점: 개발자가 SQL을 직접 작성해야한다.
  • 대표 기술: 스프링 JdbcTemplate, MyBatis

ORM 기술

  • ORM은 객체를 관계형 데이터베이스 테이블과 매핑해주는 기술이다. 이 기술 덕분에 개발자는 반복적인 SQL을 직접 작성하지 않고, ORM 기술이 개발자 대신에 SQL을 동적으로 만들어 실행해준다. 추가로 각각의 데이터베이스마다 다른 SQL을 사용하는 문제도 중간에서 해결해준다.
  • 대표 기술: JPA, 하이버네이트, 이클립스링크
  • JPA는 자바 진영의 ORM 표준 인터페이스이고, 이것을 구현한 것으로 하이버네이트와 이클립스 링크 등의 구현 기술이 있다.

SQL Mapper vs ORM 기술

  • SQL Mapper : SQL 만 직접 작성할 줄 알면 나머지 번거로운 일을 해결해준다.
  • ORM 기술 : SQL 자체를 작성하지 않아도 돼서 개발 생산성이 높아진다. 편리한 반면 쉬운 기술은 아니므로 실무에서 사용하려면 깊이 있는 학습이 필요하다.

JDBC 공부의 의의

SQL Mapper, ORM 과 같은 기술들도 내부에서는 모두 JDBC를 사용한다. 따라서 JDBC를 직접 사용하지는 않더라도, JDBC가 어떻게 동작하는지 기본 원리를 알아두어야 한다. 그래야 해당 기술들을 더 깊이있게 이해할 수 있고, 무엇보다 문제가 발생했을 때 근본적인 문제를 찾아서 해결할 수 있다 JDBC는 자바 개발자라면 꼭 알아두어야 하는 필수 기본 기술 이다.

데이터베이스 연결

H2 데이터베이스 서버를 실행한 뒤 실습한다.

ConnectionConst

 package hello.jdbc.connection;
 public abstract class ConnectionConst {
     public static final String URL = "jdbc:h2:tcp://localhost/~/test";
     public static final String USERNAME = "sa";
     public static final String PASSWORD = "";
 }
  • 데이터베이스에 접속하는데 필요한 기본 정보를 편리하게 사용할 수 있도록 상수로 만들었다.

DBConnectionUtil

 package hello.jdbc.connection;
 import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
 import java.sql.Connection;
 import java.sql.DriverManager;
 import java.sql.SQLException;
 import static hello.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
 @Slf4j
 public class DBConnectionUtil {
     public static Connection getConnection() {
  
          try {
             Connection connection = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME,
PASSWORD);
             log.info("get connection={}, class={}", connection,
 connection.getClass());
             return connection;
         } catch (SQLException e) {
             throw new IllegalStateException(e);
         }
	}
}
  • JDBC를 사용해서 실제 데이터베이스에 연결하는 코드이다.
  • 데이터베이스에 연결하려면 JDBC가 제공하는 DriverManager.getConnection(..) 를 사용하면 된다. 이렇게 하면 라이브러리에 있는 데이터베이스 드라이버를 찾아서 해당 드라이버가 제공하는 커넥션을 반환해준다. 여기서는 H2 데이터베이스 드라이버가 작동해서 실제 데이터베이스와 커넥션을 맺고 그 결과를 반환해준다.

JDBC DriverManager 연결 이해

DriverManager 커넥션 요청 흐름

1. 애플리케이션 로직에서 커넥션이 필요하면 DriverManager.getConnection() 을 호출한다.
2. DriverManager 는 라이브러리에 등록된 드라이버 목록을 자동으로 인식한다. 이 드라이버들에게 순서대로 다음 정보를 넘겨서 커넥션을 획득할 수 있는지 확인한다.

  • URL: 예) jdbc:h2:tcp://localhost/~/test
  • 이름, 비밀번호 등 접속에 필요한 추가 정보
  • 여기서 각각의 드라이버는 URL 정보를 체크해서 본인이 처리할 수 있는 요청인지 확인한다. 예를 들어서 URL이 jdbc:h2 로 시작하면 이것은 h2 데이터베이스에 접근하기 위한 규칙이다. 따라서 H2 드라이버는 본인이 처리할 수 있으므로 실제 데이터베이스에 연결해서 커넥션을 획득하고 이 커넥션을 클라이언트에 반환한다. 반면에 URL이 jdbc:h2 로 시작했는데 MySQL 드라이버가 먼저 실행되면 이 경우 본인이 처리할 수 없다는 결과를 반환하게 되고, 다음 드라이버에게 순서가 넘어간다.
  1. 이렇게 찾은 커넥션 구현체가 클라이언트에 반환된다.

JDBC 개발

등록

Member

package hello.jdbc.domain;
 import lombok.Data;
 @Data
 public class Member {
     private String memberId;
     private int money;
     public Member() {
     }
     public Member(String memberId, int money) {
         this.memberId = memberId;
         this.money = money;
} }
  • H2 데이터베이스 설정 마지막에 있는 테이블과 샘플 데이터 만들기를 통해서 member 테이블을 미리 만들어두 어야 한다.

회원 등록

public Member save(Member member) throws SQLException {
        String sql = "insert into member(member_id, money) values (?, ?)";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            con = getConnection();                                   // connection 획득
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, member.getMemberId());    // 위에 sql 의 ? 첫 번째 파라미터 바인딩 해준다.
            pstmt.setInt(2, member.getMoney());         // 두 번째 파라미터 바인딩

            pstmt.executeUpdate();                                   // 위에서 준비한 것들(쿼리)이 실제 실행되게 함.(insert 는 Update 문으로)
            return member;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;    // 예외 던짐
        } finally {     // 예외가 발생하던, 하지 않던 항상 수행되어야 하는 부분(close) finally 에 작성.
            // 커넥션(외부 리소스)은 실제 TCP,IP 커넥션에 걸려서 쓰는 것으로 안 닫으면 계속 유지됨. 역순으로 닫아줘야 함
//            pstmt.close();
//            con.close();    // 근데 위에서 예외가 터지면 닫히는 게 호출 자체가 안 될 수도 있어서, close() 메서드를 만들어서 try-catch 로 동작하게 함
            close(con, pstmt, null);
        }
    }
    ...
    private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {

        if (rs != null) {
            try {
                rs.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.info("error", e);
            }
        }

        // try 에서 SQLException 이 터지더라도 catch 에서 잡기 때문에 아래 con 에는 영향을 주지 않기 때문에 con 도 닫을 수 있다.
        if (stmt != null) {
            try {
                stmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.info("error", e);   // 문제가 생겨도 이미 닫을 때 생기는 거라서, 처리할 수 있는 게 없음. 일단 log 남겨주기.
            }
        }

        if (con != null) {
            try {
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.info("error", e);
            }
        }
    }
  • 실제 db에서 select * from member 쿼리를 실행하면 데이터가 저장된 것을 확인할 수 있다.

회원 조회

public Member findById(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "select * from member where member_id = ?";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);

            rs = pstmt.executeQuery();  // select 는 Query 문으로. 이건 결과를 ResultSet(rs)에 담아서 반환해준다.

            if (rs.next()) {            // rs(ResultSet)는 내부에 커서같은 게 있어서, 한 번 호출을 해줘야 실제 데이터가 있는 곳부터 실행이 됨. next() 는 첫 번째 데이터가 있는지를 물어봐서 true 면 진행
                Member member = new Member();   // 멤버 객체 만들어서 저장해주기
                member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
                member.setMoney(rs.getInt("money"));
                return member;
            } else {                    // false 나와서~
                throw new NoSuchElementException("member not found memberId=" + memberId);  // 예외를 던질 땐 메시지를 잘 넣는 게 좋다. 문제 터졌을 때 해결하기 좋음
            }

        } catch (SQLException e) {
            log.info("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, rs);
        }
    }

회원 수정, 삭제

    public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
        String sql = "update member set money=? where member_id=?";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setInt(1, money);
            pstmt.setString(2, memberId);
            int resultSize = pstmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize={}", resultSize);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }
    ...
    public void delete(String memberId) throws SQLException {
     String sql = "delete from member where member_id=?";
     Connection con = null;
     PreparedStatement pstmt = null;
     try {
         con = getConnection();
        
          pstmt = con.prepareStatement(sql);
         pstmt.setString(1, memberId);
         pstmt.executeUpdate();
     } catch (SQLException e) {
         log.error("db error", e);
         throw e;
     } finally {
         close(con, pstmt, null);
	} }
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