JPA

Java Persistence API(JPA)는 Java 어플리케이션에서 관계형 데이터베이스를 조작하고 관리하기 위한 자바 표준 인터페이스와 기술의 모음이다.

JPA는 객체-관계 매핑(Object-Relational Mapping, ORM)의 일종으로, 객체 지향 프로그래밍 언어인 Java와 관계형 데이터베이스 사이의 상호 작용을 단순화하고 추상화하는 목적으로 만들어졌다.

특징과 개념

• 객체 관계 매핑(ORM): JPA는 자바 객체와 관계형 데이터베이스 테이블 간의 매핑을 자동으로 처리한다. 이렇게 하면 데이터베이스 레코드를 객체로 쉽게 변환하고 객체를 데이터베이스에 저장하거나 검색하는 작업이 간단해진다.

• 엔티티(Entity): JPA에서는 데이터베이스의 테이블과 매핑되는 자바클래스를 엔티티 클래스라고 한다. 엔티티 클래스는 데이터베이스 테이블의 레코드를 표현한다.

• EntityManager: JPA에서 가장중요한 인터페이스 중 하나로, 엔티티의 생명 주기를 관리하고 데이터베이스와의 상호 작용을 처리한다. 개발자는 EntityManager를 사용하여 엔티티를 영구 저장소(데이터베이스)에 저장하거나 조회할 수 있다.

• JPQL (Java Persistence Query Language): JPQL은 JPA에서 사용하는 SQL과 유사한 객체 지향 쿼리 언어다. JPQL을 사용하여 엔티티를 조회하고 조작할 수 있다.

• 엔티티 매니저 팩토리(EntityManagerFactory): 애플리케이션에서 EntityManager를 생성하는 팩토리 역할을 한다. 일반적으로 애플리케이션당 하나의 EntityManagerFactory를 생성하며, 스레드 간에 공유할수 있다.

• 트랜잭션 관리: JPA는 데이터베이스 트랜잭션을 관리하는데 도움을 주며, 데이터베이스 작업을 롤백하거나 커밋하는 등의 기능을 제공한다.

• 영속성 컨텍스트(Persistence Context): 영속성 컨텍스트는 엔티티 객체의 생명주기를 관리하고 엔티티를 캐시하는 데 사용된다. 이를 통해 데이터베이스와의 불필요한 조회를 줄일 수 있다.

ORM

ORM을 알아보기 전에 먼저 영속성이란 무엇인지 알아야 한다.

영속성(Persistence)

데이터를 생성한 프로그램이 종료되더라도 사라지지 않는 데이터의 특성을 말한다.

영속성을 갖지 않은 데이터는 단지 메모리에만 존재하기 때문에 프로그램을 종료하면 모두 잃어버리게 된다.

Object Persistence

영구적인 객체로 메모리 상의 데이터를 파일 시스템, 관계형 데이터베이스 혹은 객체 데이터베이스 등을 활용하여 영구적으로 저장하여 영속성을 부여한다.

데이터를 데이터베이스에 저장하는 3가지 방법은 다음과 같다.

• JDBC

• Spring JDBC (JdbcTemplate)

• Persistence Framework (Hibernate, MyBatis)

Persistence Layer

프로그램의 아키텍처에서, 데이터에 영속성을 부여해주는 계층을 말한다.

JDBC를 이용하여 직접 구현할 수 있지만 Persistence Framework를 이용한 개발이 많이 이루어진다.

Persistence Framework

JDBC 프로그래밍의 복잡함이나 번거로움 없이 간단한 작업만으로 데이터베이스와 연동되는 시스템을 빠르게 개발할 수 있으며 안정적인 구동을 보장한다.

SQL Mapper와 ORM으로 나눌 수 있다.

ORM이란

Object-Relational Mapping으로 객체와 관계형 데이터베이스의 데이터를 자동으로 매핑해주는 것을 말한다.

객체 지향 프로그래밍은 클래스를 사용하고, 관계형 데이터베이스는 테이블을 사용하는데 이때 객체 모델과 관계형 모델 간에 불일치가 존재한다.

이때 ORM을 통해 객체 간의 관계를 바탕으로 SQL을 자동으로 생성하여 불일치를 해결해준다.

ORM의 장단점

장점

• 객체 지향적인 코드로 인해 더 직관적이고, 비즈니스 로직에 더 집중할 수 있게 도와준다.
  • ORM을 이용하면 SQL 쿼리가 아닌 직관적인 코드로 데이터를 조작할 수 있어 개발자가 객체 지향 프로그래밍하는 데 집중할 수 있도록 도와준다.
  • 선언문, 할당, 종료 같은 부수적인 코드가 없거나 급격히 줄어든다.
  • 각종 객체에 대한 코드를 별도로 작성하기 때문에 코드의 가독성을 올려준다.
  • SQL의 절차적이고 순차적인 접근이 아닌 객체 지향적인 접근으로 인해 생산성이 증가한다.
• 재사용성 및 유지보수의 편리성이 증가한다.
  • ORM은 독립적으로 작성되어 있고, 해당 객체들을 재활용할 수 있다.
  • 이로 인해 모델에서 가공된 데이터를 컨트롤러에 의해 뷰와 합쳐지는 형태로 디자인 패턴을 견고하게 다지는데 유리하다.
  • 매핑정보가 명확하여 ERD를 보는 것에 대한 의존도를 낮출 수 있다.

ERD란
Entity-Relationship Diagram(엔터티-관계 다이어그램)의 약어로, 데이터베이스 설계 및 모델링을 시각적으로 표현하기 위한 도구다. ERD는 데이터베이스의 구조와 엔터티(개체), 속성(특성), 관계(연결)등을 그래픽 형태로 나타낸다.

• DBMS에 대한 종속성이 줄어든다.
  • 대부분 ORM 솔루션은 DB에 종속성이지 않다.
  • 종속성이지 않다는 것은 구현 방법 뿐만 아니라 많은 솔루션에서 자료형 타입까지 유효하다는 것이다.
  • 개발자는 Object에 집중함으로써 극단적으로 DBMS를 교체하는 거대한 작업에도 비교적 적은 리스크와 시간이 소요된다.
  • 자바에서 가공할 경우 equals, hashCode의 오버라이드 같은 자바의 기능을 이용할수 있고, 간결하고 빠른 가공이 가능해진다.

단점

• 완벽한 ORM으로만 서비스를 구현하기 어렵다.
  • 사용하기는 편하지만 설계는 매우 신중하게 해야한다.
  • 프로젝트의 복잡성이 커질 경우 난이도 또한 올라갈 수 있다.
  • 잘못 구현한 경우에 속도 저하 및 심각할 경우 일관성이 무너지는 문제점이 생길 수 있다.
• 프로시저가 많은 시스템에서는 ORM의 객체 지향적인 장점을 활용하기 어렵다.
  • 이미 프로시저가 많은 시스템에서는 다시 객체로 바꿔야한다. 그 과정에서 생산성 저하나 리스크가 많이 발생할 수 있다.