[DB] - Persistence Framework (SQL Mapper vs ORM)

chancehee·2022년 12월 22일

데이터베이스

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0. 글을 작성하는 이유

파일 시스템, 데이터베이스 둘을 관통하는 단어는 무엇일까요?
저는 바로 '영속성' 이라고 생각합니다.
그렇다면 영속성은 도대체 무엇이고, 어떻게 영속성을 관리하며, 어떤 방법이 있는지 살펴보겠습니다.
또한 영속성 프레임워크 중에서 제가 관심이 있는 JPA에 대해서 작성해보도록 하겠습니다.

1. 영속성 (Persistence)

영속성이란 데이터를 생성한 프로그램이 종료되어도 데이터가 사라지지 않는 특성을 말합니다.

데이터가 영속성을 갖지 않는다면, 데이터는 메모리에서만 존재하기 때문에 프로그램을 종료하면 모두 날아갑니다.
꼭 기억해야 하는 중요한 데이터라면 곤란하겠네요..🥲
곤란한 상황에서 영속성을 부여하려면 파일 시스템이나 데이터베이스에 저장하면 됩니다.😉

2. 데이터베이스에 객체(데이터)를 저장하는 방법

[1]. JDBC

JDBC(Java Database Connectivity)란 Java에서 DB에 접근할 수 있도록 제공하는 API를 말합니다.

[2]. Persistence Framework (ORM, SQL Mapper)

영속성 프레임워크는 JDBC를 사용하기 위한 Low 레벨의 복잡하고 번거로운 작업을 간단한 작업으로 데이터베이스와 연동할 수 있도록 해주는 프레임워크를 말합니다.
DB와 매핑하는 방식에 따라 SQL Mapper와 ORM으로 종류가 나뉩니다.

SQL Mapper : Mybatis, Ibatis, JDBC Template, ...

SQL <-> SQL Mapper <-> Object 필드
SQL을 직접 작성합니다.
ORM : JPA, Hibernate, ...

Database data <-> ORM <-> Object 필드
객체를 통해서 간접적으로 데이터베이스 데이터를 다룹니다.

저의 경우에는 JDBC와 Mybatis를 사용해봤습니다.

먼저, JDBC는 코드를 작성하면서.. 항상 같은 코드를 반복 작성하고 비즈니스 로직에 집중할 체력을 뺏기는 기분이 들었습니다..
그리고 Mybatis는 JDBC보다 훨씬 수월하고 동적쿼리같은 신기한 기능도 있었지만, 여전히 SQL 쿼리문 작성 및 XML 통한 여러 설정들이 번거로웠습니다.

이 글을 작성하는 시점 부터는 JPA를 공부하고 사용하려 합니다.
왜 현업에서 많이 사용하고 앞서 말한 2가지와 어떤 장단점이 존재하는지 느껴보고 나중에 프로젝트에 맞는 방법을 사용하는 안목을 갖기를 희망합니다🤓

아래에서는 ORM이 무엇인지, JPA의 기본적인 특징을 살펴보겠습니다.

3. ORM

Object-Relational Mapping의 약자로 객체(클래스)와 관계(RDB, Relational Database)와의 설정을 의미합니다.

객체 지향 프로그래밍은 클래스를 사용하고 관계형 데이터베이스는 테이블을 사용합니다.
여기서 객체 모델과 관계형 모델간 불일치가 발생하게 되는데, ORM은 이러한 불일치를 객체간의 관계를 바탕으로 SQL을 자동으로 생성하여 불일치를 해결합니다.

[장점]

객체 지향적 코드를 사용함으로써 직관적이고 비즈니스 로직에 집중할 수 있도록 도와줍니다.
재사용 및 유지보수의 편리성이 증가합니다.
(ORM은 독립적으로 작성이 되어 있고 해당 객체들은 재사용이 가능)
DBMS에 대한 종속성이 줄어듭니다.

[단점]

프로젝트의 복잡성이 높아질 경우, 난이도가 높아집니다.
잘못 구현하면 속도 저하 및 일관성이 무너질 수 있습니다.
프로시저가 많은 시스템에서는 ORM의 객체 지향적인 장점을 활용하기 어렵습니다.

4. JPA

Java Persistence API의 약자로 자바의 ORM(Object Relational Mapping) 표준 스펙을 정의합니다.
JPA의 스펙은 자바의 객체와 데이터베이스를 어떻게 매핑하고 동작해야 하는지를 정의하고 있습니다.
즉, 실제로 동작하는 것이 아니라 인터페이스의 모음 입니다.
(인터페이스이기 때문에 구현체가 필요합니다.)

[특징]

JPA는 애플리케이션과 JDBC 사이에서 동작합니다.
개발자가 JPA를 사용하면, JPA 내부에서 JDBC API를 사용하여 SQL을 호출하여 DB와 통신합니다.

[JPA 2.1 표준 명세를 구현한 3가지 구현체]

Hibernate
- ORM Framework 중 하나로 'JPA 프로바이더' 라고도 부릅니다.
- JPA의 실제 구현체 중 하나이며, 현재 JPA 구현체 중 가장 많이 사용됩니다.
EclipseLink
DataNucleus

[영속성 컨텍스트, Persistence Context]

영속성 컨텍스트는 JPA가 관리하는 엔티티 객체의 집합입니다.
엔티티 객체가 영속 컨텍스트에 들어오게 되면 JPA는 엔티티 객체의 매핑 정보를 가지고 DB에 반영합니다.
엔티티 객체가 영속 컨텍스트에 들어오게 되어 관리 대상이 되면 그 객체를 영속 객체라고 부릅니다.
영속성 컨텍스트는 세션 단위로 생명주기를 갖습니다.
영속성 컨텍스트에 접근하기 위해서 EntityManager 를 사용합니다.

[EntityManager]

하나의 세션으로 트랜잭션(또는 DB 관련 작업)을 수행하기 위한 하나의 객체(인터페이스) 입니다.

동작과정
1. EntityManager 생성 (EntityManagerFactory를 통해서 생성)
2. EntityManager가 가지고 있는 트랜잭션을 시작
3. EntityManager를 통해 영속 컨텍스트에 접근하고 객체를 작업
4. 트랜잭션을 커밋하여 DB에 반영
5. EntityManager 종료

public class BasicJpaApplication {
	
	public static void main(String[] args) {

		// EntityManager를 생성하기 위한 팩토리 인터페이스 입니다. 
		// persistence 단위(unit)별로 팩토리를 생성합니다.
		EntityManagerFactory entityManagerFactory = Persistence.createEntityManagerFactory
			(
				"{기입한 이름}" // persistence.xml 파일에 기입한 이름을 적어줘야 합니다.
			);

		// EntityManager는 Persistence Context와 Entity를 관리합니다. (하나의 커넥션 개념)
		EntityManager entityManager = entityManagerFactory.createEntityManager();
		
		// EntityManager에서 트랜잭션을 가져와 관리하기 위한 객체 생성
		EntityTranscation entityTransaction = entityManager.getTransaction();

		// 데이터베이스 사용은 I/O 작업이므로 예외 발생 여부가 있습니다. 
		try {
			// 트랜잭션을 시작해야 DB를 조작할 수 있습니다.
			entityTransaction.begin();
		
			// 저장하고자 하는 엔티티 객체를 생성합니다.
			UserEntity userEntity = new UserEntity({email이름}, {name}, {생성시간}, {업데이트시간});

			// UserEntity 객체를 Persistence Context에 추가합니다.
			entityManager.persist(userEntity);

			// 실제 DB에 반영
			entityTransaction.commit();

		} catch (Exception e) {

			e.printStackTrace();

			// 예외가 발생했을 경우 트랜잭션 롤백을 진행합니다.
			entityTransaction.rollback();

		} finally {

			// JDBC에서 Connection 종료와 동일한 기능입니다.
			entityManager.close();

		}

		// 팩토리 종료. 커넥션 풀 자원을 반환합니다.
		entityManagerFactory.close();
	}
}

[Entity Class]

JPA 어노테이션을 활용하여 Entity Class를 정의합니다.

주요 어노테이션

@Entity : 해당 클래스가 JPA 엔티티 클래스라고 정의
@Table : 해당 클래스가 데이터베이스의 어느 테이블에 매핑되는지 정의
@Id : DB 테이블의 Primary Key 칼럼과 매핑
@Column : 매핑할 데이터베이스의 칼럼 이름과 필드 변수의 이름이 다를 경우 매핑하기 위해 사용

import java.time.LocalDateTime;
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.Column;
import javax.persistence.Id;
import javax.persistence.Table;

@Entity
@Table(name = "user")
public class UserEntity {

    @Id // Primary Key
    private String email;

    private String name;

    @Column(name = "created_at") // DB snake 표기법 ,  Java Cammel 표기법 인데 둘의 괴리감을 Column 어노테이션을 통해 매핑 시켜준 것입니다.
    private LocalDateTime createdAt;

    @Column(name = "updated_at")
    private LocalDateTime updatedAt;

    public String getEmail() {return email;}

    public String getName() {return name;}

    public LocalDateTime getCreatedAt() {return createdAt;}

    public LocalDateTime getUpdatedAt() {return updatedAt;}

    public UserEntity (String email, String name, LocalDateTime createdAt, LocalDateTime updatedAt) {
        this.email = email;
        this.name = name;
        this.createdAt = createdAt;
        this.updatedAt = updatedAt;
    }

    // 중요!! JPA가 프록시 기반으로 Entity 객체를 관리하기 때문에 기본 생성자가 필요합니다. 
    public UserEntity() {

    }

}

[장점]

SQL 중심적인 개발에서 객체 중심으로 개발이 가능합니다.
동일한 쿼리에 대한 캐시 기능을 사용하기 때문에 더욱 높은 성능을 낼 수 있습니다.
가독성이 좋습니다.
유지보수성이 뛰어납니다.
- 기존: 필드 변경 시 모든 SQL을 수정해야 합니다.
- JPA: 필드만 추가하면 됩니다. SQL은 JPA가 처리해주기 때문에 손댈 것이 없습니다.

[단점]

매핑 설계를 잘못했을 때 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
JPA를 제대로 사용하려면 알아야할 것이 많아서 학습하는데 시간이 필요합니다.
다수의 테이블 조인시 신경써야 할 것이 많습니다.

5. 결론

오늘은 데이터베이스에 데이터를 저장하는 방법 2가지와 그 중에서 관심이 있는 JPA에 대해서 좀 더 알아보았습니다.
JPA에 대한 내용이 방대하지만 꼭 알아야하는 필수적인 내용만 다뤘기 때문에 추가적으로 관련 내용을 더 찾아볼 계획입니다.
또한 JPA를 공부하면서 이전에 공부했던 팩토리 패턴과 프록시 패턴을 마주하니 반가웠습니다. 🙌

chancehee

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