[스터디10] 01. JPA 소개

목차

1장. JPA 소개

• ORM(Object-Relational Mapping) 프레임워크: 객체와 관계형 데이터베이스 간의 차이(패러다임의 불일)를 중간에서 해결해준다.
• JPA(Java Persistence API): 자바의 ORM 기술 표준이다. 반복적인 CRUD SQL을 알아서 처리해줄 뿐만 아니라 실행 시점에 자동으로 SQL을 만들어서 실행한다.
• JPA를 사용함으로써 개발자는 SQL을 직접 작성하는 것이 아니라 어떤 SQL이 실행될지 생각만 하면 된다. 애플리케이션을 SQL이 아닌 객체 중심으로 개발하여 생산성과 유지보수, 테스트 작성하기 좋다. 또한, 개발 단계에서 코드를 거의 수정하지 않고 데이터베이스를 쉽게 변경할 수 있다.

▲ JDBC API와 SQL

1.1 SQL을 직접 다룰 때 발생하는 문제점

1.1.1 반복, 반복 그리고 반복

• 객체를 데이터베이스에 CRUD하려면 너무 많은 SQL과 JDBC API를 코드로 작성해야 한다. 데이터 접근 계층(DAO)을 개발하는 일은 지루함과 반복의 연속이다.

1.1.2 SQL에 의존적인 개발

• 어떠한 객체가 연관된 다른 객체를 사용할 수 있을지 없을지 전적으로 사용하는 SQL에 달려 있다. 데이터 접근 계층을 사용해서 SQL을 숨겨도 DAO를 열어서 어떤 SQL이 실행되는지 확인해야 한다.
• SQL에 모든 것을 의존하는 상황에서는 개발자들이 엔티티(비즈니스 요구사항을 모델링한 객체)를 신뢰하고 사용할 수 없다. 물리적으로 SQL과 JDBC API를 데이터 접근 계층에 숨겼어도 논리적으로는 엔티티와 아주 강한 의존관계를 가지고 있다.

요약
- 진정한 의미의 계층 분할이 어렵다.
- 엔티티를 신뢰할 수 없다.
- SQL에 의존적인 개발을 피하기 어렵다.

1.1.3 JPA와 문제 해결

• JPA를 사용하면 객체를 데이터베이스에 저장하고 관리할 때, 개발자가 직접 SQL을 작성하는 것이 아니라 JPA가 제공하는 API를 사용하면 된다.
• JPA가 제공하는 CRUD API
  • 저장 기능 - persist() 메소드
  • 조회 기능 - find() 메소드
  • 수정 기능 - 별도의 메소드 없음, 객체 조회 후 값 변경
  • 삭제 기능 - remove() 메소드

1.2 패러다임의 불일치

• 비즈니스 요구사항을 정의한 도메인 모델도 객체로 모델링하면 객체지향 언어가 가진 장점들을 활용할 수 있다. 하지만 정의한 모델을 저장할 때 문제가 발생한다.
• 객체는 속성(필드)과 기능(메소드)을 가진다. 객체가 단순하면 객체의 속성 값을 꺼내서 파일이나 데이터베이스에 저장하면 되지만, 부모 객체를 상속받았거나 다른 객체를 참조하고 있다면 객체의 상태를 저장하기는 쉽지 않다.
• 자바는 객체를 파일로 저장하는 직렬화 기능과 저장된 파일을 객체로 복구하는 역직렬화 기능을 지원하지만, 직렬화된 객체를 검색하기 어렵다는 문제가 있다. 따라서 관계형 데이터베이스에 객체를 저장하는데, 관계형 데이터베이스는 데이터 중심 구조화, 집합적인 사고를 요구하고 객체지향의 추상화, 상속, 다형성 같은 개념이 없다.

1.2.1 상속

• 객체는 상속을 가지고 있지만 테이블은 상속이 없다. 데이터베이스 모델링의 슈퍼타입 서브타입 관계를 사용하면 객체 상속과 유사한 형태로 테이블을 설계할 수 있다.
• JPA는 상속과 관련된 패러다임의 불일치 문제를 개발자 대신 해결해준다. 자바 컬렉션에 객체를 저장하는 것처럼 JPA의 persist() 메소드를 사용해서 객체를 저장하면 된다.

1.2.2 연관관계

• 객체는 참조를 사용해서 다른 객체와 연관관계를 가지고 참조에 접근해서 연관된 객체를 조회한다. 테이블은 외래키를 사용해서 다른 테이블과 연관관계를 가지고 조인을 사용해서 연관된 테이블을 조회한다.
• 참조를 사용하는 객체와 외래키를 사용하는 관계형 데이터베이스 사이의 패러다임 불일치는 극복하기 어렵다. 객체는 참조가 있는 방향으로만 조회할 수 있다. 개발자가 중간에 변환 역할을 해야 한다.
• JPA는 연관관계와 관련된 패러다임의 불일치 문제를 해결해준다. 개발자가 관계를 설정하고 객체를 저장하면, JPA가 참조를 외래키로 변환해서 적절한 SELECT SQL을 데이터베이스에 전달하고, 객체를 조회할 때 외래키를 참조로 변환하는 일도 처리해준다.

1.2.3 객체 그래프 탐색

• 객체 그래프 탐색: 객체에서 회원이 소속된 팀을 조회할 때 참조를 사용해서 연관된 팀을 찾는 것
• SQL을 직접 다루면 처음 실행하는 SQL에 따라 객체 그래프를 어디까지 탐색할 수 있는지 정해지는 제약이 있다. 비즈니스 로직에 따라 사용하는 객체 그래프가 다르다.
• JPA를 사용하면 객체 그래프를 마음껏 탐색할 수 있다. JPA는 객체를 사용하는 시점에 적절한 SELECT SQL을 실행한다. 실제 객체를 사용하는 시점까지 데이터베이스 조회를 미루는 지연 로딩 기능이다.

1.2.4 비교

• 데이터베이스는 기본키의 값으로 각 로우(row)를 구분한다. 객체는 동일성(identity) 비교와 동등성(equality) 라는 비교 방법이 있다.
  • 동일성 비교: == 비교다. 객체 인스턴스의 주소 값을 비교한다.
  • 동등성 비교: equals() 메소드를 사용해서 객체 내부의 값을 비교한다.
• 데이터베이스의 같은 로우를 조회했지만 객체의 동일성 비교에는 실패한다. 객체를 컬렉션에 보관했다면 동일성 비교에 성공할 것이다.
• JPA는 같은 트랜잭션일 때 같은 객체가 조회되는 것을 보장한다. 따라서 동일성 비교에 성공한다.

1.3 JPA란 무엇일까?

▲ JPA

• JPA는 애플리케이션과 JDBC 사이에서 동작한다.
• ORM은 객체와 관계형 데이터베이스를 매핑한다. ORM 프레임워크는 객체와 테이블을 매핑해서 패러다임의 불일치 문제를 개발자 대신 해결해준다.
• 자바는 하이버네이트, EclipseLink, DataNucleus 등 다양한 ORM 프레임워크들이 있는데, 하이버네이트 프레임워크가 가장 많이 사용된다.

1.3.1 JPA 소개

• JPA는 자바 ORM 기술에 대한 API 표준 명세다. JPA를 사용하려면 JPA를 구현한 ORM 프레임워크를 선택해야 한다.
• JPA라는 표준 덕분에 특정 구현 기술에 대한 의존도를 줄일 수 있고 다른 구현 기술로 손쉽게 이동할 수 있다.
• JPA 버전별 특징
  • JPA 1.0(JSR 220) 2006년: 복합키와 연관관계 기능이 부족했다.
  • JPA 2.0(JSR 317) 2009년: 대부분의 ORM 기능을 포함하고 JPA Criteria가 추가되었다.
  • JPA 2.1(JSR 338) 2013년: 스토어드 프로시저 접근, 컨버터(Converter), 엔티티 그래프 기능이 추가되었다.
  • JPA 2.2(JSR 338) 2017년: Java 8 Stream API 지원과 java.time API(LocalDate, LocalDateTime 등) 매핑이 추가되었다.
  • Jakarta Persistence 3.0 2020년: 패키지명이 javax.persistence에서 jakarta.persistence로 변경되었다.
  • Jakarta Persistence 3.1 2022년: UUID 지원 개선과 JPQL 수학/날짜 함수(CEILING, EXP, FLOOR 등)가 추가되었다.
  • Jakarta Persistence 3.2 2024년: 프로그래밍 방식 설정, Java Record 지원, JPQL Set 연산(union, intersect, except)이 추가되었다.

*최신 내용 반영을 위해 JPA 2.2부터는 직접 추가했다.

1.3.2 왜 JPA를 사용해야 하는가?

• 생산성: JPA의 기능을 사용하면 데이터베이스 설계 중심의 패러다임을 객체 설계 중심으로 역전시킬 수 있다.
• 유지보수: 개발자가 작성해야 했던 SQL과 JDBC API 코드를 JPA가 대신 처리해주므로 유지보수해야 하는 코드 수가 줄어든다.
• 패러다임의 불일치 해결: JPA는 상속, 연관관계, 객체 그래프 탐색, 비교하기와 같은 패러다임의 불일치 문제를 해결해준다.
• 성능: JPA는 애플리케이션과 데이터베이스 사이에서 다양한 성능 최적화 기회를 제공한다.
• 데이터 접근 추상화와 벤더 독립성: JPA는 애플리케이션과 데이터베이스 사이에 추상화된 데이터 접근 계층을 제공해서 애플리케이션이 특정 데이터베이스 기술에 종속되지 않도록 한다.
• 표준: 표준을 사용하면 다른 구현 기술로 손쉽게 변경할 수 있다.

 

✔️ 복습하기

1. JPA란?
2. ORM이란?
3. JPA를 사용하는 이유는?
4. SQL을 직접 사용할 때 문제점은?
5. 객체지향과 관계형 데이터베이스 간의 패러다임 불일치란?
6. 지연 로딩(Lazy Loading)이란?
7. JPA의 주요 CRUD API는?
8. JPA와 JDBC의 관계는?

 

이 글은 『 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍』 책을 학습한 내용을 정리한 것입니다.