JPA Programming Basic

JPA Programming Basic

영한님의 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편 강의를 요약한 내용입니다.

Project

Intro

JPA

• Java Persistence API

• 자바 진영의 ORM 기술 표준 (인터페이스의 모음)

  • 구현체로는 Hibernate, EclipseLink, DataNucleus..

• Application과 JDBC 사이에서 동작

ROM

• Object-Relational Mapping

• Object는 Object대로, RDBMS는 RDBMS대로 설계

• ORM 프레임워크가 중간에서 매핑

EntityManagerFactory

• persistence.xml 설정 정보 확인 후 persistence-unit name 에 맞는 EntityManagerFactory 생성

• Web Server 가 생성되는 시점에 하나만 생성해서 애플리케이션 전체에서 공유

  EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("hello");

EntityManager

• 요청 건마다 생성

• 쓰레드간 공유하면 안 되고, 사용 후 종료

  EntityManager em = emf.createEntityManager();

EntityTransaction

• JPA의 모든 데이터 변경은 트랜젝션 안에서 실행

  EntityTransaction tx = em.getTransaction();
  tx.begin();

영속성 관리

영속성 컨텍스트

PersistenceContext (엔티티를 영구 저장하는 환경)

• EntityManager 를 통해 PersistenceContext 에 접근

  • EntityManager, PersistenceContext 는 1:1, N:1 관계 존재

• 엔티티 생명주기

  • 비영속 (new / transient)

    • 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태

      Member member = new Member();
      member.setId(1L);
      member.setName("Aaron");

  • 영속 (managed)

    • 영속성 컨텍스트에 관리되는 상태

      entityManager.persist(member);

  • 준영속 (detached)

    • 영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태

      entityManager.detach(member);
      entityManager.clear()
      entityManager.close()

  • 삭제 (removed)

    • 삭제된 상태

      entityManager.remove(member);

.

영속성 컨텍스트의 이점

• 1차 캐시에서의 조회

  • 사용자의 하나의 요청-응답(하나의 트랜젝션) 내에서만 효과가 있으므로 성능 이점을 기대하지는 않음.

  • 엔티티 조회 시 먼저 1차 캐시에서 조회 후, 없을 경우 DB에서 조회

• 영속 엔티티의 동일성(identity) 보장

  • 1차 캐시로 반복 가능한 읽기(REPEATABLE READ) 등급의 트랜잭션 격리 수준을 데이터베이스가 아닌 애플리케이션 차원에서 제공

• 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연(transactional write-behind)

  • Query를 쌓아 두다가 transaction.commit() 을 하는 순간 데이터베이스에 Query 전송

• 변경 감지(Dirty Checking)

  • transaction.commit() 시점에 엔티티와 스냅샷(처음 읽어 온 엔티티 상태) 비교 후 변경이 감지되면 Update Query 를 쓰기 지연 SQL 저장소에 저장

  • 이후 DB에 Query 전송 및 Commit

• 지연 로딩(Lazy Loading)

.

Flush

영속성 컨텍스트의 변경내용을 데이터베이스에 반영하는 역할

발생 시점

• 변경 감지

• 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송 (CUD Query)

호출 방법

• 직접 호출 : em.flush()

• 자동 호출 : 트랜잭션 커밋, JPQL 쿼리 실행

엔티티 매핑

객체와 테이블

객체와 테이블 매핑

• @Entity: JPA가 관리하는 클래스 (기본 생성자 필수)

• @Table: 엔티티와 매핑할 테이블 지정

필드와 컬럼 매핑

• @Column

기본 키 매핑

• @Id

연관관계 매핑

• @ManyToOne

• @JoinColumn

.

데이터베이스 스키마 자동 생성

@Entity가 있는 클래스 DDL을 애플리케이션 실행 시점에 자동 생성 (개발 환경에서만 사용)

<property name="hibernate.hbm2ddl.auto" value="create" />

• create: 기존테이블 삭제 후 다시 생성 (DROP + CREATE)

• create-drop: create와 같으나 종료시점에 테이블 DROP

• update: 변경분만 반영(운영DB에는 사용하면 안됨)

• validate 엔티티와 테이블이 정상 매핑되었는지만 확인

• none: 사용하지 않음

주의

• 운영 장비에는 절대 create, create-drop, update 사용하면 안됨.

  • 개발 초기 단계는 create 또는 update

  • 테스트 서버는 update 또는 validate

  • 스테이징과 운영 서버는 validate 또는 none

.

필드와 컬럼

@Entity
public class Member {

    @Id
    private Long id;

    /**
     * @Column : 컬럼 매핑
     * - name : 필드와 매핑할 테이블 컬럼명 (default. 객체 필드명)
     * - insertable : 등록 가능 여부 (default. TRUE)
     * - updatable : 수정 가능 여부 (default. TRUE)
     *
     * 아래는 DDL 조건
     * - nullable : null 허용 여부 (default. TRUE)
     * - unique : 유니크 제약 조건, 제약조건명이 랜덤키로 생성되어 주로 사용하지는 않음 (default. FALSE)
     * - columnDefinition : 데이터베이스 컬럼 정보 직접 설정 (ex. varchar(100) default ‘EMPTY')
     * - length : 문자(String) 길이 제약조건 (default. 255)
     *
     * BigDecimal, BigInteger 타입에 사용
     * - precision : 소수점을 포함한 전체 자릿수 (default. 19)
     * - scale : 소수 자릿수 (default. 2)
     */
    @Column(name = "name")
    private String username;

    private Integer age;

    /**
     * @Enumerated : enum 타입 매핑
     * 주의. ORDINAL 사용 X! (enum 순서를 저장)
     */
    @Enumerated(EnumType.STRING)
    private RoleType roleType;

    /**
     * @Temporal : 날짜 타입 매핑
     * DATE, TIME, TIMESTAMP
     * (LocalDate, LocalDateTime 사용할 시 생략)
     */
    @Temporal(TemporalType.TIMESTAMP)
    private Date createdDate;
    @Temporal(TemporalType.TIMESTAMP)
    private Date lastModifiedDate;

    /**
     * @Lob : BLOB, CLOB 매핑
     * 매핑 필드 타입이 문자면 CLOB, 나머지는 BLOB으로 매핑
     * - CLOB: String, char[], java.sql.CLOB
     * • BLOB: byte[], java.sql. BLOB
     */
    @Lob
    private String description;

    /**
     * @Transient : 해당 필드를 컬럼에 매핑하지 않음
     * 메모리상에서만 임시로 데이터를 보관할 경우 사용
     */
    @Transient
    private String temp;
}

.

기본 키

• @Id : 직접 할당할 경우

• @GeneratedValue : 자동 생성할 경우

  • AUTO : 방언에 따라 자동 지정 (default)

  • IDENTITY : 데이터베이스에 위임 (MYSQL)

    • 주로 MySQL, PostgreSQL, SQL Server, DB2 에서 사용

    • 참고) DB INSERT Query 실행 후에 ID 값을 알 수 있으므로, em.persist() 시점에 즉시 INSERT Query 실행 및 DB 식별자 조회

  • SEQUENCE : 데이터베이스 시퀀스 오브젝트 사용 (ORACLE, @SequenceGenerator)

    • 주로 오라클, PostgreSQL, DB2, H2 에서 사용

  • TABLE : 키 생성용 테이블 사용, (모든 DB, @TableGenerator)

Long Type + 대체키 + 키 생성전략 사용 권장

AUTO & IDENTITY

@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
private Long id;

SEQUENCE

allocationSize

• 시퀀스를 한 번 호출할 때 증가하는 수 (성능 최적화에 사용, default. 50)

  • 웹 서버를 내리는 시점에 메모리에 저장되어있던 시퀀스들이 날라가서 구멍이 생기므로, 50~100이 적절

  • DB 시퀀스 값이 하나씩 증가하도록 설정되어 있다면, 이 값을 반드시 1로 설정

• ex) 초기 1 ~ 51 까지 조회, 이후 시퀀스는 DB에서 조회하지 않고 메모리상에서 조회

  • 메모리에서 시퀀스 51을 만나는 순간 다시 DB에서 조회(next call)

• 미리 시퀀스 값을 올려두므로 동시성 문제가 되지 않음

• 이 부분은 Table 전략도 유사

@Entity
@SequenceGenerator(
        name = "MEMBER_SEQ_GENERATOR", //생성 이름
        sequenceName = "MEMBER_SEQ", //매핑할 데이터베이스 시퀀스 이름
        initialValue = 1, allocationSize = 1)
public class Member {
  @Id
  @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE,
          generator = "MEMBER_SEQ_GENERATOR")
  private Long id;
}

연관관계 매핑

JPA는 객체의 참조와 테이블의 외래 키를 매핑

방향(Direction)

단방향

@Entity
public class Member {
    @Id @GeneratedValue
    private Long id;

    @Column(name = "USERNAME")
    private String name;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private Team team;
}

//...
//단방향 연관관계 설정 (참조 저장)
Team team = new Team();
team.setName("TeamA");
em.persist(team);

Member member = new Member();
member.setName("member1");
member.setTeam(team);

em.persist(member);

양방향

• 객체의 양방향 관계는 사실 서로 다른 단뱡향 관계 2개라는 사실.

  • 객체를 양방향으로 참조하려면 단방향 연관관계를 2개 만들어야 함

• 테이블은 외래 키 하나로 두 테이블의 연관관계를 관리

@Entity
public class Member {
    @Id @GeneratedValue
    private Long id;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private Team team;
}

@Entity
public class Team {
    @Id @GeneratedValue
    private Long id;
     
    @OneToMany(mappedBy = "team")
    List<Member> members = new ArrayList<Member>();
}

연관관계의 주인(Owner)

외래키를 관리하는 참조

양방향 매핑 규칙

• 관계를 갖는 두 객체 중 하나의 객체를 연관관계의 주인으로 지정

  • 연관관계의 주인만이 외래 키를 관리(등록, 수정)하고, 주인이 아닌 쪽은 조회만 가능

  • 주인이 아닌 객체의 필드에 mappedBy 속성으로 주인 필드를 지정

• 연관관계의 주인은 다(N:1)에 해당하는 객체쪽이 갖도록(외래키를 갖는 테이블 기준)

  • 연관관계의 주인에 값 설정하기

    Team team = new Team();
    team.setName("TeamA");
    em.persist(team);
    
    Member member = new Member();
    member.setName("member1");
    //연관관계의 주인에 값 설정
    member.setTeam(team);
    //순수 객체 상태를 고려해서 항상 양쪽에 값 설정하기
    team.getMembers().add(member);
    em.persist(member);

  • 연관관계 편의 메소드를 생성하는 것이 편리

    @Entity
    public class Member {
      //..
    
      public void changeTeam(Team team) {
        this.tema = team;
        team.getMembers().add(this);
      }
    }
    
    // OR (두 객체 중 한 객체를 선택)
    
    @Entity
    public class Team {
      //...
    
      public void addMember(Member member) {
        member.setTeam(this);
        members.add(member);
      }
    }

• 양방향 매핑시에 무한 루프로 인한 StackOverflow 조심하기

  • toString(), lombok, JSON 생성 라이브러리(=> Controller DTO 반환으로 해결)

단방향 매핑만으로도 연관관계 매핑은 완료된 상태.

추후 역방향 탐색이 필요할 경우에 추가하기!(테이블에 영향 X)

다중성(Multiplicity)

다대일(N:1) - @ManyToOne

• 테이블 외래키 기준으로 연관된 참조를 설정(N이 연관관계의 주인)

• 양방향 연결을 할 경우, 반대 객체에도 OneToMany 방향 설정 추가(조회만 가능)

일대다(1:N) - @OneToMany

• 일대다 단방향

  • 위와 반대 케이스로 일(1)이 연관관계의 주인이 될 경우, A(1) 테이블 업데이트를 시도했지만 B(N) 테이블도 함께 업데이트를 해야하는 상황으로 여러 이슈 발생 요소가 생김

    • 엔티티가 관리하는 외래키가 다른 테이블에 있으므로 연관관계 관리를 위해 추가 업데이트 쿼리 발생

    @OneToMany
    @JoinColumn(name = "team_id")
    private List<Member> members = new ArrayList<>();

• 일대다 양방향 연결은 공식적으로 존재하지 않는 매핑

일대다 단뱡향 매핑보다 다대일 양방향 매핑을 사용하자

일대일(1:1) - @OneToOne

ex) 회원과 개인 락커의 관계

• 외래키에 DB 유니크(UNI) 제약조건 필요

• 설정은 다대일 매핑과 유사

• 주/대상 테이블 중에 외래키 선택 가능

  • 주 테이블 선택

    • JPA 매핑이 편리하여 객체지향 개발자 선호

    • 장점. 주 테이블만 조회해서 대상 테이블 데이터 확인 가능

    • 단점. 값이 없으면 외래키에 null 허용

    
  • 대상 테이블 선택

    • 전통 DB 개발자 선호

    • 장점. 주/대상 테이블을 1:1 관계에서 1:N 관계로 변경 시 테이블 구조 유지 가능

    • 단점. 프록시 기능의 한계로 지연 로딩으로 설정해도 항상 즉시 로딩

    

단방향

@Entity
  public class Member {
    //..
    @OneToOne
    @JoinColumn(name = "locker_id")
    private Locker locker;
  }

양방향

@Entity
public class Locker {
    //..
    @OneToOne(mappedBy = "Locker")
    private Member member;
}

다대다(N:M) - @ManyToMany

• RDB는 정규화된 테이블 2개로 다대다 관계를 표현할 수 없으므로 중간 테이블이 필요

• 객체는 @ManyToMany, @JoinTable로 다대다 관계를 표현할 수 있지만, 기타 데이터를 포함시킬 수 없는 한계로 실무에서는 사용하기 어려움 (관계형 데이터베이스 테이블은 N:N 관계 설계가 불가능하므로 엔티티와 테이블 불일치 문제도 발생)

  • 연결 테이블용 엔티티를 추가하는 방법 사용

• @ManyToMany -> @OneToMany, @ManyToOne 로 풀어서 사용하자.

Member.java

@Entity
public class Member {
  //...
  @OneToMany(mappedBy = "member")
  private List<MemberProduct> memberProducts = new ArrayList()<>;
}

MemberProduct.java

id 대신 (member, product)를 묶어서 PK, FK로 사용할 수도 있지만,

향후 비즈니스적인 조건이 추가될 경우를 고려하면, GeneratedValue ID를 사용하는 것이 더 유연하고 개발이 쉬워지는 장점이 있음

@Entity
public class MemberProduct {

    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "member_product_id ")
    private Long id;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "member_id")
    private Member member;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "product_id")
    private Product product;

    private int orderAmount;
    private int price;
    private LocalDataTime orderDateTime;
}

Product.java

@Entity
public class Product {
    //...
    @OneToMany(mappedBy = "product")
    private List<MemberProduct> memberProducts = new ArrayList()<>;
}

고급 매핑

상속관계 매핑

• 객체의 상속 구조와 DB의 슈퍼/서브타입 관계를 매핑

• DB 슈퍼/서브타입 논리 모델을 물리 모델로 구현하는 방법

  • @DiscriminatorColumn(name=“DTYPE”) / 자식 타입 필드 사용 (default. DTYPE)

  • @DiscriminatorValue(“XXX”) / 자식 타입명 수정 시 (default. entity name)

  • @Inheritance(strategy=InheritanceType.XXX) / 상속 타입

조인 전략 JOINED

• 기본 정석으로 사용

• 장점

  • 테이블 정규화 (저장공간 효율화)

  • 외래키 참조 무결성 제약조건 활용

• 단점

  • 조회 쿼리가 복잡해지고, 조인을 많이 사용하게 되어 성능 저하

  • 데이터 저장 시 INSERT Query 두 번 호출

//Item.java
@Entity
@Inheritance(strategy = InheritanceType.JOINED)
@DiscriminatorColumn(name=“DTYPE”)
public class Item {

    @Id @GeneratedValue
    private Long id;

    private String name;
    private Integer price;
}
//Album.java
@Entity
@DiscriminatorValue("A")
public class Album extends Item {

    private String artist;
}
//Movie.java
@Entity
@DiscriminatorValue("M")
public class Movie extends Item {

    private String director;
    private String actor;
}
//Book.java
@Entity
@DiscriminatorValue("B")
public class Book extends Item {

    private String author;
    private String isbn;
}

단일 테이블 전략 SINGLE_TABLE

• 단순하고 확장 가능성이 없을 경우 사용

• 장점

  • 조회 시 조인이 필요 없으므로 일반적으로 조회 성능이 빠르고 단순

• 단점

  • 자식 엔티티가 매핑한 컬럼은 모두 null 허용

  • 단일 테이블에 많은 필드를 저장하므로 테이블이 커질 수 있고, 상황에 따라 조회 성능이 저하될 수 있음

@Entity
@Inheritance(strategy = InheritanceType.SINGLE_TABLE)
@DiscriminatorColumn
public class Item {
}

구현 클래스마다 테이블 전략 TABLE_PER_CLASS

• 부모 클래스는 추상(abstract) 클래스로 생성

• 유지 보수 및 관리 최악으로 비추하는 전략..

• 장점

  • 서브 타입을 명확하게 구분해서 처리하기 효과적

  • not null 제약조건 사용 가능

• 단점

  • 자식 테이블을 함께 조회할 때 성능 저하(UNION Query)

  • 자식 테이블을 통합해서 쿼리를 작성하기 어려움

@Entity
@Inheritance(strategy = InheritanceType.TABLE_PER_CLASS)
public abstract class Item {
}

.

@MappedSuperclass

• 공통 매핑 정보가 필요할 경우 사용

• 추상 클래스 권장(직접 생성해서 사용할 일이 없음)

• ex. 등록일, 수정일, 등록자, 수정자 등..

• 헷갈리지 않기!

  • 상속관계 매핑X - 자식 클래스에 매핑 정보만 제공)

  • 엔티티/테이블 매핑X - 조회, 검색(em.find(BaseEntity)) 불가

프록시 & 연관관계 관리

프록시

DB 조회를 미루는(Lazy) 가짜(Proxy) 엔티티 객체 조회

em.getReference()

• 실제 클래스를 상속 받아 만들어지고, 실제와 겉 모양만 같은 빈 깡통

• 실제 엔티티의 참조(target)를 보관하고, 프록시 메서드를 호출하면 실제 엔티티 메서드를 호출

프록시 객체 특징

• 프록시 객체는 처음 사용할 때 한 번만 초기화

  • 초기화 시 프록시 객체를 통해 실제 엔티티에 접근 가능

• 프록시 객체는 원본 엔티티를 상속받으므로, 타입 체크 시 instance of 사용

• 한 영속성 컨텍스트 안에서 동일한 ID 조회 시, JPA는 항상 같은 타입의 엔티티를 반환

  • 영속성 컨텍스트에 찾는 엔티티가 이미 있다면, em.getReference()를 호출해도 실제 엔티티를 반환

  • 반대로 프록시 조회 후, 엔티티 조회를 해도 실제 엔티티가 아닌 porxy 반환

• 준영속 상태일 때(em.clear() / em.close() / em.detach()), 프록시를 초기화하면 LazyInitializationException 발생

//프록시 인스턴스의 초기화 여부 확인
emf.getPersistenceUnitUtil().isLoaded(entity);
//프록시 클래스 확인
entity.getClass();
//프록시 강제 초기화
org.hibernate.Hibernate.initialize(entity);
entity.getName() //JPA는 호출 시 초기화

즉시 로딩과 지연 로딩

즉시 로딩

@ManyToOne(fetch = FetchType.EAGER)

• 연관 객체를 조인으로 함께 조회

지연 로딩

@ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)

• 연관 객체를 프록시로 조회

• 프록시 메서드를 호출하는 시점에 초기화(조히)

즉시/지연 로딩 주의 사항

• 실무에서는 지연 로딩만 사용하자

  • 즉시 로딩 적용 시, 연관 관계가 많아지게 되면 예상하지 못한 SQL 발생

  • 또한, JPQL에서 N+1 문제 발생

• N+1 문제 해결은 JPQL fetch join 혹은 Entity Graph 기능을 사용하자.

• @ManyToOne, @OneToOne의 default는 즉시 로딩이므로 LAZY 설정 필요

  • @OneToMany, @ManyToMany default : 지연 로딩

영속성 전이

CASCADE

@OneToMany(mappedBy="parent", cascade=CascadeType.PERSIST)

• 특정 엔티티를 영속 상태로 만들 때, 연관된 엔티티도 함께 영속 상태로 만들고 싶을 경우 사용

  • 연관관계를 매핑하는 것과는 아무 관련 없음.

• 엔티티의 소유자가 하나일 때(단일 엔티티에 종속적, 라이프 사이클이 유사)만 사용하기.

  • 여러 엔티티에서 관리되는 경우 사용 X! (관리가 힘들어진다..)

• 종류 (보통 ALL, PERSIST, REMOVE 안에서 사용하며 라이프 사이클을 동일하게 유지)

  • ALL: 모두 적용

  • PERSIST: 영속

  • REMOVE: 삭제

  • MERGE: 병합

  • REFRESH: REFRESH

  • DETACH: DETACH

고아 객체

@OneToMany(mappedBy="parent", cascade=CascadeType.PERSIST, orphanRemoval = true)

• 부모 엔티티와 연관관계가 끊어진 자식 엔티티

• 참조가 제거된 엔티티는 다른 곳에서 참조하지 않는 고아 객체로 보고 삭제

  • 고아 객체 제거 설정 : orphanRemoval = true

  • 영속성 전이와 동일하게 특정 엔티티가 개인 소유할 때만 사용하기

  • @OneToOne, @OneToMany만 사용 가능

  • 부모 엔티티를 제거할 때 CascadeType.REMOVE와 동일하게 자식도 함께 제거

• 영속성 전이와 함께 사용할 경우 (CascadeType.ALL + orphanRemovel=true)

  • 부모 엔티티를 통해 자식의 생명 주기 관리 가능

  • DDD Aggregate Root 개념을 구현할 때 유용

JPA Data Type

엔티티 타입

• @Entity로 정의하는 객체

• 데이터가 변해도 식별자로 추적 가능

값 타입

• 식별자가 없으므로 값 변경 시 추적 불가

• 생명 주기를 엔티티에 의존

• 데이터 공유 X!

• 기본값 타입

  • Java Basic Type : int, double..

  • Wrapper Class : Integer, Long..

  • String

• 임베디드 타입

• 컬렉션 값 타입

• 안전하게 불변 객체로 만들기

Embedded Type

• 새로운 값 타입 정의 (기본 값 타입을 모아서 만든 복합 값 타입)

  • @Embeddable: 값 타입 정의

  • @Embedded: 값 타입 사용

장점

• 값 타입을 객체지향적으로 사용 (재사용, 높은 응집도 ..)

• 임베디드 타입 클래스만이 사용하는 유용한 메서드 생성

• 임베디드 타입을 소유한 엔티티의 생명주기를 의존

특징

• 잘 설계된 ORM Application은 매핑한 테이블 수보다 클래스 수가 더 많음

• 한 엔티티에서 같은 임베디드 타입을 사용하여 컬럼명이 중복될 경우

  • @AttributeOverrides, @AttributeOverride 를 사용해서 컬러명 속성 재정의

• 임베디드 타입의 값이 null이면, 매핑 컬럼 값 모두 null

@Embeddable
public class Address {

    @Column(length = 10)
    private String city;
    @Column(length = 20)
    private String street;
    @Column(length = 5)
    private String zipcode;

    public Address() {}

    private String fullAddress() {
        return getCity() + " " + getStreet() + " " + getZipcode();
    }

    //..
}


@Entity
public class Member extends BaseEntity{
  
  //..
  @Embedded
  private Address homeAddress;

  @AttributeOverrides({
      @AttributeOverride(name = "city",
              column = @Column(name = "work_city")),
      @AttributeOverride(name = "street",
              column = @Column(name = "work_street")),
      @AttributeOverride(name = "zipcode",
              column = @Column(name = "work_zipcode")),
  })
  private Address workAddress;
}

값 타입

불변 객체

• 값 타입을 여러 엔티티에서 공유하면 Side Effect(부작용) 발생

  • 인스턴스 값을 공유하는 것은 위험하므로 값을 복사해서 사용하기

• 값 타입을 불변 객체로 설계하여 객체 타입을 수정할 수 없게 만들기

  • 불변 객체: 생성 시점를 제외하고 값을 변경할 수 없는 객체

    • 생성자로만 값을 설정하고, Setter는 생성하지 않기

    • Integer, String은 자바가 제공하는 대표적인 불변 객체

  Address address = new Address("city", "street", "10000");
  
  Member member = new Member();
  member.setUsername("member1");
  member.setHomeAddress(address);
  em.persist(member);
  // 값을 공유하지 않고 새로 생성
  Address newAddress = new Address("NewCity", address.getStreet(), address.getZipcode());
  member.setHomeAddress(newAddress);

값 타입 비교

• 값 타입 비교는 equals를 사용한 동등성 비교를 사용

  • 동일성(identity) 비교: 인스턴스 참조 값 비교 ==

  • 동등성(equivalence) 비교: 인스턴스 값 비교 equals()

• 값 타입의 equals() 메소드를 적절하게 재정의

  • 프록시 사용을 고려하여 getter() 사용 추천

  @Override
  public boolean equals(Object o) {
      if (this == o) return true;
      if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
      Address address = (Address) o;
      return Objects.equals(getCity(), address.getCity()) 
      && Objects.equals(getStreet(), address.getStreet()) 
      && Objects.equals(getZipcode(), address.getZipcode());
  }
  
  @Override
  public int hashCode() {
      return Objects.hash(getCity(), getStreet(), getZipcode());
  }

값 타입 컬렉션

• 값 타입을 하나 이상 저장할 경우 사용

  • 셀렉트 박스와 같이 값 변경이 필요 없는 단순한 경우 사용

  • @ElementCollection, @CollectionTable

• 데이터베이스는 컬렉션을 같은 테이블에 저장할 수 없으므로, 별도의 테이블이 필요

  • 값 타입 컬렉션은 엔티티와 생명주기가 같음 (Casecade.ALL + orphanRemoval=true)

  @Entity
  public class Member extends BaseEntity{
    //...
    @ElementCollection
    @CollectionTable(name = "FAVORITE_FOOD", joinColumns =
        @JoinColumn(name = "member_id")
    )
    @Column(name = "food_name")
    private Set<String> favoriteFoods = new HashSet<>();
  
    @ElementCollection
    @CollectionTable(name = "ADDRESS", joinColumns =
        @JoinColumn(name = "member_id")
    )
    private List<Address> addressHistory = new ArrayList<>();
  }

• 저장

  //..
  member.getAddressHistory().add(new Address("city1", "street1", "zipCode1"));
  member.getAddressHistory().add(new Address("city2", "street2", "zipCode2"));

• 조회

  • default. FetchType.LAZY 전략 사용

• 수정

  findMember.getAddressHistory.remove(new Address("oldCity", "street", "12345"));
  findMember.getAddressHistory.add(new Address("newCity", "street", "12345"));
  
  fineMember.getFavoriteFoods().remove("치킨");
  fineMember.getFavoriteFoods().add("햄버거");

값 타입 컬렉션의 제약

• 값 타입 컬렉션은 엔티티와 다르게 식별자 개념이 없으므로 변경 시 추적이 어려운 큰 단점 존재

  • 변경 사항이 발생하면, 주인 엔티티와 연관된 모든 데이터를 삭제하고, 값 타입 컬렉션에 있는 모든 값을 다시 저장하는 비효율적인 동작(식별자가 없으므로..)

  • 값 타입 컬렉션을 매핑하는 테이블은 모든 컬럼을 묶어서 기본 키로 구성해야 함

• 결론적으로, 셀렉트 박스와 같이 변경이 필요 없는 단순한 경우가 아니라면, 값 타입 컬렉션 대신 일대다 단방향 관계를 추천 (식별자, 지속적인 값 추적, 변경이 필요한 경우)

  @Embeddable
  public class Address {
  
      private String city;
      private String street;
      private String zipcode;
      //...
  }
  
  @Entity
  @Table(name = "ADDRESS")
  public class AddressEntity {
  
    @Id @GeneratedValue
    private Long id;
  
    private Address address;
  
    public AddressEntity(String city, String street, String zipcode) {
      this.address = new Address(city, street, zipcode);
    }
      //..
  }
  
  @Entity
  public class Member extends BaseEntity{
    //...
    @OneToMany(cascade = CascadeType.ALL, orphanRemoval = true)
    @JoinColumn(name = "member_id")
    private List<AddressEntity> addressHistory = new ArrayList<>();
  }

객체지향 쿼리 언어

JPQL (Java Persistence Query Language)

• SQL을 추상화한 객체 지향 쿼리 언어(특정 데이터베이스에 의존 X)

• 테이블이 아닌 엔티티 객체를 대상으로 쿼리

• 문자로 JPQL이 작성되다보니 동적 쿼리 작성이 어려운 단점

  List<Member> result = em.createQuery(
    "select m From Member m where m.name like ‘%park%'", Member.class
  ).getResultList();

QueryDSL

• 문자가 아닌 자바코드로 JPQL 작성

  • 컴파일 시점에 문법 오류 체크s

  • 편리한 동적쿼리 작성

• JPQL 빌더 역할

  JPAFactoryQuery query = new JPAQueryFactory(em);
  QMember m = QMember.member;
  
  List<Member> list = 
      query.selectFrom(m)
            .where(m.age.gt(18))
            .orderBy(m.name.desc())
            .fetch();

Reference documentation

네이티브 SQL

• JPQL로 해결할 수 없는 특정 데이터베이스에 의존적인 기능 사용 시 SQL을 직접 작성

  String sql =
    "SELECT ID, AGE, TEAM_ID, NAME FROM MEMBER WHERE NAME = ‘kim’";
  
  List<Member> resultList =
    em.createNativeQuery(sql, Member.class).getResultList(); 

기타

• JPA를 사용하면서 JDBC API, SpringJdbcTemplate, MyBatis 등을 함께 사용 가능

• 단, 영속성 컨텍스트를 적절한 시점(SQL을 실행하기 직전)에 강제 플러시 필요 (em.flush())

기본 문법

반환 타입

• TypeQuery: 반환 타입이 명확할 때 사용

• Query: 반환 타입이 명확하지 않을 때 사용

조회

• query.getResultList(): 결과가 하나 이상일 경우 (리스트 반환)

  • 결과가 없으면 빈 리스트 반환

• query.getSingleResult(): 결과가 정확히 하나일 경우 (단일 객체 반환)

  • 결과가 없으면: javax.persistence.NoResultException

  • 둘 이상이면: javax.persistence.NonUniqueResultException

파라미터 바인딩

Member result = em.createQuery("select m from Member m where m.username = :username", Member.class)
                    .setParameter("username", "member1")
                    .getSingleResult();

프로젝션

• SELECT 절에 조회할 대상을 지정하는 방식

  • 엔티티 프로젝션, 임베디드 타입 프로젝션, 스칼라 타입 프로젝션

  • 스칼라 타입 프로젝션의 경우 여러 값 조회 시 DTO 조회 추천

  List<MemberDto> result = 
        em.createQuery("select new jpql.MemberDto(m.username, m.age) from Member m", MemberDto.class)
        .getResultList();

페이징

• setFirstResult(int startPosition) : 조회 시작 위치

• setMaxResults(int maxResult) : 조회할 데이터 수

String jpql = "select m from Member m order by m.name desc";
List<Member> resultList = em.createQuery(jpql, Member.class)
    .setFirstResult(0)
    .setMaxResults(10)
    .getResultList();

조인

• 내부 조인:

  • SELECT m FROM Member m [INNER] JOIN m.team t

• 외부 조인

  • SELECT m FROM Member m LEFT [OUTER] JOIN m.team t

• 세타 조인

  • select count(m) from Member m, Team t where m.username = t.name

.

• Join On (JPA 2.1, Hibernate 5.1 이상)

  • 조인 대상 필터링

    • SELECT m, t FROM Member m LEFT JOIN m.team t on t.name = 'A'

  • 연관관계가 없는 엔티티 외부 조인

    • SELECT m, t FROM Member m LEFT JOIN Team t on m.username = t.name

서브 쿼리

select m from Member m
where m.age > (select avg(m2.age) from Member m2)

• 지원 함수

  • [NOT] EXISTS (Subquery): 서브쿼리에 결과가 존재하면 참

  • {ALL | ANY | SOME} (Subquery)

    • ALL: 모두 만족하면 참

    • ANY, SOME: 조건을 하나라도 만족하면 참

  • [NOT] IN (Subquery): 서브쿼리의 결과 중 하나라도 같은 것이 있으면 참

.

• 한계

  • JPA는 WHERE, HAVING 절에서만 서브 쿼리 사용 가능

    • Hibernate를 사용할 경우 SELECT 절도 가능

  • FROM 절의 서브 쿼리는 현재 JPQL에서 불가능 (조인으로 풀어보기)

타입 표현

• 문자: 'She''s'

• 숫자: 10L(Long), 10D(Double), 10F(Float)

• Boolean: true, false

• ENUM: jpql.MemberType.Admin (패키지명 포함) or query.setParameter()

  Member result = em.createQuery("select m from Member m where m.type = :userType", Member.class)
                  .setParameter("userType", MemberType.ADMIN)
                  .getResultList();

• 엔티티 타입: 상속 관계에서 사용

  • 조회 대상을 특정 자식으로 한정

    --JPQL
    select i from Item i where type(i) IN (Book, Movie) 
    
    --SQL
    select i from i where i.DTYPE in ('Book', 'Movie')

  • 타입 캐스팅

    --JPQL
    select i from Item i where treat(i as Book).auther = 'kim'
    
    --SQL
    select i.* from Item i where i.DTYPE = 'B' and i.auther = 'kim'

• COALESCE : 특정 컬럼이 Null일 경우 대체 값 반환

  select coalesce(m.username,'이름 없는 회원') from Member m

• NULLIF : 지정된 두 식이 같으면 Null 반환

  select NULLIF(m.username, '관리자') from Member m

중급 문법

경로 표현식

• 상태 필드 (m.username): 경로 탐색의 종점 (탐색 불가)

• 단일 값 연관 경로 (m.team): 묵시적 내부 조인(inner join) 발생 (탐색 가능)

• 컬렉션 값 연관 경로 (m.orders): 묵시적 내부 조인 발생 (탐색 불가)

  • 명시적 조인을 통해 별칭으로 탐색 가능

.

• 명시적 조인: JOIN 키워드를 직접 사용

  • 조인이 발생하는 상황을 한 눈에 파악할 수 있어서 쿼리 튜닝이 편리

  • 조인은 SQL 튜닝에 중요한 포인트이므로, 가급적 명시적 조인을 사용하자 !!

  select m, t from Member m join m.team t

• 묵시적 조인: 경로 표현식에 의해 묵시적으로 조인 발생

  • 내부 조인만 가능

  • 조인 쿼리를 파악하기 어려움

  select m.team from Member m

엔티티 직접 사용

• JPQL에서 엔티티를 직접 사용하면 SQL에서 해당 엔티티의 기본 키 값을 사용

Named Query

• 미리 정의해두고 사용하는 JPQL 정적 쿼리

• 애플리케이션 로딩 시점에 쿼리 검증 및 캐싱 후 재사용

벌크 연산

• 한 번의 쿼리로 여러 엔티티 변경 (UPDATE, DELETE)

  • executeUpdate()로 영향을 받은 엔티티 수 확인 가능

• 벌크 연산은 영속성 컨텍스트를 무시하고 데이터베이스에 직접 쿼리를 전달하므로

  • 벌크 연산을 먼저 실행하거나

  • 벌크 연산 수행 후 영속성 컨텍스트 초기화 (em.clear())

@Entity
@NamedQuery(
        name = "Member.findByUsername",
        query="select m from Member m where m.username = :username")
public class Member {
 ...
}
//
List<Member> resultList =
 em.createNamedQuery("Member.findByUsername", Member.class)
    .setParameter("username", "회원1")
    .getResultList();

페치 조인

Fetch Join

• JPQL 성능 최적화를 위해 제공

• 쿼리 한 번에 연관된 엔티티나 컬렉션을 함께 조회 (즉시 로딩 우선 적용)

  • 일반 조인에서는 연관된 엔티티를 함께 조회하지 않음

• N + 1 이슈의 해결 방법

• [ LEFT [OUTER] / INNER ] JOIN FETCH

  SELECT m FROM Member m JOIN FETCH m.team;

Collection Fetch Join

• 일대다 관계에서의 페치 조인

  -- JPQL
  SELECT t FROM Team t JOIN FETCH t.members WHERE t.name = '팀A'
  
  -- SQL
  SELECT T.*, M.*
  FROM TEAM T
  INNER JOIN MEMBER M ON T.ID=M.TEAM_ID
  WHERE T.NAME = '팀A

• 일대다 관계에서의 N+1 문제는 batchSize 설정으로 해결 가능

  • LAZY 동작 시, IN 쿼리로 size 만큼 한 번에 조회

    • 개별 성정

      @BatchSize(size = 100)
      @OneToMany(mappedBy = "team")
      List<Member> members = new ArrayList<Member>();

    • Global 설정

      hibernate.default_batch_fetch_size: 100

  • SQL

    select *
    from member
    where member.team_id in (?, ?, ?..)

DISTINCT

• JPQL에서 DISTINCT가 제공하는 기능

  • 쿼리에 DISTINCT 추가

  • 애플리케이션에서 중복 엔티티 제거

한계

• 페치 조인 대상에는 별칭 불가

  • 객체 그래프 사상(N에 해당하는 모든 데이터 조회를 기대)과 맞지 않음

  • t.members에서 조건을 걸고 싶다면, member를 select절에서 사용하자.

• 컬렉션은 한 개만 페치 조인 가능

• 컬렉션 페치 조인을 하면 페이징 API 사용 불가

  • 단일 값 연관 필드(1:1/N:1)는 페치 조인을 해도 페이징 가능

  • 컬렉션 페치 조인으로 컬렉션 데이터가 잘리는 현상 발생