[spring - db] JDBC 이해

stanley.·2024년 5월 28일

애플리케이션 서버 - db 간 통신 방법

애플리케이션 서버는 위의 이미지와 같이 데이터베이스와 커넥션을 맺고 sql을 실행하여 데이터를 변경하거나 조회한다.

애플리케이션 서버와 db - db 변경

그러나 데이터베이스의 벤더사마다 커넥션 연결 방법, SQL 전달 방법, 결과 응답을 받는 방법이 모두 다르다.
이러한 상황에서 데이터베이스는 여러개 존재한다.

이러한 상황에서의 문제

데이터베이스의 종류가 여러개 이므로, 데이터베이스 변경 시 마다 아래와 같은 문제가 발생한다.

데이터베이스의 종류가 변경되면 애플리케이션 서버에 개발된 데이터베이스 사용 코드도 함께 변경되어야 한다.
개발자가 각 데이터베이스의 커넥션 연결 방법, SQL 전달 방법, 결과 응답을 받는 방법을 새로 학습해야 한다.

이러한 문제를 해결하기 위해 JDBC 라는 자바 표준이 등장하게 된다.

JDBC 표준 인터페이스

Java Database Connectivity, 자바에서 데이터베이스에 접속할 수 있도록 하는 자바 API
데이터베이스에서 자료를 질의하거나 업데이트 하는 방법을 제공한다.

JDBC는 대표적으로 연결, SQL 전달, 결과 응답에 대한 기능을 "표준 인터페이스"로 정의하여 제공한다.
개발자는 자바가 정의한 표준 인터페이스 (JDBC)를 사용하여 개발하면 된다.
그러나, 인터페이스만 있다고 기능이 동작하는 것은 아니다.
따라서, JDBC의 인터페이스를 각각의 DB 벤더에서 자신의 DB에 맞도록 구현해서 라이브러리로 제공한다.
이를 "JDBC 드라이버"라고 하며, 위의 이미지에서 각 벤더사의 드라이버 예시를 확인할 수 있다.

MySQL 드라이버 사용

위의 구조와 같이, 개발자는 JDBC 표준 인터페이스를 통해 구현하면, 각 벤더사에서 제공하는 JDBC 드라이버를 통해 각 DB에 알맞게 처리할 수 있는 구조가 완성된다.

정리

JDBC 등장으로 인해 아래와 같이 2가지의 문제가 해결되었다.

데이터베이스를 다른 종류의 데이터베이스로 변경하면 애플리케이션 서버의 데이터베이스 사용 코드도 함께 변경해야 하는 문제
- 애플리케이션 로직은 이제 JDBC 표준 인터페이스만 의존하므로, 애플리케이션의 데이터베이스 종류를 다른 데이터베이스로 변경하고 싶으면 위의 부분에서 드라이버를 변경하면 된다. (스프링 부트를 사용 시 ! !)
개발자가 각 데이터베이스 마다 커넥션 연결, SQL 전달, 결과 응답을 받는 방법을 매번 학습하는 문제
- 개발자는 JDBC 인터페이스에만 의존하므로 위의 문제를 해결할 수 있다.

표준화의 한계

JDBC의 등장으로 많은 것이 편리해졌지만, SQL, 데이터타입 등의 일부 사용법은 다르다.
JDBC는 커넥션 연결, SQL 전달, 결과 응답 등을 공통화한 것이지, SQL을 추상화한 것이 아니다.
따라서, 각 데이터베이스마다 사용법이 다른 페이징 처리 등은 결국 개발자가 DB에 맞게 SQL을 작성해줘야 한다는 한계가 존재한다.

JDBC와 최신 데이터 접근 기술

JDBC는 1997년도에 출시될 정도로 오래된 기술
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 변환해준다.
- JDBC의 반복 코드를 제거해준다. (커넥션 생성, SQL 전달, 결과 응답 반환)
단점 : 개발자가 SQL을 직접 작성해야 한다.
대포적인 기술 : JdbcTemplate, Mybatis

ORM

객체를 관계형 데이터베이스 테이블과 매핑해주는 기술로써, 개발자는 반복적인 sql을 직접 작성하지 않고, ORM이 개발자 대신에 SQL을 동적으로 만들어서 실행한다.
추가로, 각각의 데이터베이스 마다 다른 SQL을 사용하는 문제(페이징)도 중간에서 해결해준다.
대표적인 기술 : Hibernate, JPA, EclipseLink
JPA는 자바 진영의 ORM 표준 인터페이스 이고, 이를 구현한 것으로 하이버네이트와 이클립스 링크 등의 구현체가 있다.

SQL Mapper vs ORM

두 기술 모두 각각의 장단점이 존재한다.
SQL Mapper는 sql만 직접 작성하면 나머지 번거로운 일 (커넥션 생성, 결과 응답 반환, sql 전달)을 대신 해결해준다.
ORM 기술은 SQL 자체를 작성하지 않아도 되서 개발 생산성이 매우 높아진다.

가장 중요한 것은 두 기술 모두 JDBC에 근간이 되므로, JDBC를 직접 사용하지 않아도 JDBC가 어떻게 동작하는지 이해하고 있어야 한다.

데이터베이스 연결

데이터베이스에 연결하려면 위와 같이 JDBC가 제공하는 DriverManager.getConnection()을 활용한다.
이렇게 하면, 라이브러리에 있는 데이터베이스 드라이버를 찾아서 해당 드라이벅 제공하는 커넥션을 반환한다.
위의 코드를 통해 아래와 같은 커넥션이 정상적으로 반환된 것을 알 수 있다.
실행결과를 통해 h2 데이터베이스 드라이버가 제공하는 h2 전용 커넥션임을 알 수 있다.

JDBC DriverManager 연결 이해

JDBC 커넥션 인터페이스와 구현
JDBC는 Connection 표준 인터페이스를 제공
각 데이터베이스 드라이버는 JDBC Connection 인터페이스를 구현한 구현체를 제공

DriverManager 커넥션 요청 흐름

JDBC가 제공하는 DriverManager는 라이브러리에 등록된 db 라이브러리들을 관리하고, 커넥션을 획득하는 기능을 제공한다.

애플리케이션 로직에서 커넥션이 필요하면 DriverManager.getConnection()을 호출한다.
DriverManager는 라이브러리에 등록된 드라이버 목록을 자동으로 인식한다. 이후 드라이버들에게 순서대로 아래 정보를 넘겨서 커넥션을 획득할 수 있는지 확인한다.
- url, username, password ...
- 각 드라이버는 URL 정보를 확인해서 자신이 처리할 수 있는 요청인지 확인한다. 처리가 가능하다면, 커넥션을 클라이언트에게 반환한다.
이렇게 찾은 커넥션 구현체가 클라이언트에게 반환된다.