스프링 입문 #6 스프링 DB 접근 기술

컬러·2021년 1월 23일
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데이터베이스 설치

  • H2 공식 사이트에서 다운로드 및 설치 https://www.h2database.com

  • h2 데이터베이스 버전은 스프링 부트 버전에 맞춘다.

  • 권한 주기: chmod 755 h2.sh

  • 실행: ./h2.sh

  • 데이터베이스 파일 생성 방법

  • jdbc:h2:~/test (최초 한번)

  • ~/test.mv.db 파일 생성 확인

  • 이후부터는 jdbc:h2:tcp://localhost/~/test 이렇게 접속

  • 개발이나 테스트 용도로 가볍고 편리한 DB, 웹화면 제공

주의❗

  • 서버는 꼭 실행중이여야 한다. (DB에 접근하기위해)

member sql 문 작성

  • 테이블 생성
drop table if exists member CASCADE;
     create table member
     (
         id   bigint generated by default as identity,
         name varchar(255),
         primary key (id)
);

bigint: long 타입
default as identity: db로 값이 들어올 때 null일 경우 자동으로 채워준다.

  • 예) values name이 들어온 순서대로 1, 2, 3, 4 ... 순번이 채워짐
  • insert문
insert into member(name) values('spring')
insert into member(name) values('spring2')

순수 JDBC

환경 설정

build.gradle 파일에 jdbc, h2 데이터베이스 관련 라이브러리 추가

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-jdbc'
runtimeOnly 'com.h2database:h2'
  • 커맨드창으로 gradle eclipse 할 필요 없이 IntelliJ 에서는 빌드파일이 수정되면 코끼리 모양의 이모티콘이 뜨게 된다!

스프링 부트 데이터베이스 연결 설정 추가

resources/application.properties

spring.datasource.url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test
spring.datasource.driver-class-name=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa

주의!: 스프링부트 2.4부터는 spring.datasource.username=sa를 꼭 추가해주여야 한다. 그렇지않으면 Wrong user or password오류가 발생한다. 참고로 다음과 같이 마지막에 공백이 들어가면 같은 오류가 발생한다. spring.datasource.username=sa ← 공백 주의, 공백은 모두 제거해야 함

Jdbc 회원 리포지토리 구현

현재 수업내용의 JDBC API로 직접 코딩하는 것은 20년 전, 과거의 개발 코드이다. 흐름을 참고만 하도록 하자!

JdbcMemberRepository 작성

package hello.hellospring.repository;

import hello.hellospring.domain.Member;
import org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceUtils;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

public class JdbcMemberRepository implements MemberRepository {

    private final DataSource dataSource;

    public JdbcMemberRepository (DataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }

    @Override
    public Member save (Member member) {
        String sql = "insert into member(name) values(?)";
        Connection conn = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        // 결과를 받는다.
        ResultSet rs = null;

        try {
            // 커넥션을 가지고온다.
            conn = getConnection();

            // 커넥션으로 sql을 넣고, db에 insert 할 때 1, 2, 3...등등의 값을 얻을 때 쓴다.
            pstmt = conn.prepareStatement(sql, Statement.RETURN_GENERATED_KEYS);

            pstmt.setString(1, member.getName());

            // db에 실제 쿼리가 전송된다.
            pstmt.executeUpdate();

            // 1, 2, 3..등을 get으로 꺼내서 반환해준다.
            rs = pstmt.getGeneratedKeys();

            if (rs.next()) {
                member.setId(rs.getLong(1));
            } else {
                throw new SQLException("id 조회 실패");
            }
            return member;
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        } finally {
            close(conn, pstmt, rs);
        }
    }

    @Override
    public Optional<Member> findById (Long id) {
        String sql = "select * from member where id = ?";
        Connection conn = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        ResultSet rs = null;
        try {
            conn = getConnection();
            pstmt = conn.prepareStatement(sql);
            pstmt.setLong(1, id);
            rs = pstmt.executeQuery();
            if (rs.next()) {
                Member member = new Member();
                member.setId(rs.getLong("id"));
                member.setName(rs.getString("name"));
                return Optional.of(member);
            } else {

                return Optional.empty();
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        } finally {
            close(conn, pstmt, rs);
        }
    }

    @Override
    public List<Member> findAll() {
        String sql = "select * from member";
        Connection conn = null;

        PreparedStatement pstmt = null;

        ResultSet rs = null;
        try {
            conn = getConnection();
            pstmt = conn.prepareStatement(sql);
            rs = pstmt.executeQuery();
            List<Member> members = new ArrayList<>();
            while(rs.next()) {
                Member member = new Member();
                member.setId(rs.getLong("id"));
                member.setName(rs.getString("name"));
                members.add(member);
            }
            return members;
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        } finally {
            close(conn, pstmt, rs);
        }
    }

    @Override
    public Optional<Member> findByName (String name) {
        String sql = "select * from member where name = ?";
        Connection conn = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        ResultSet rs = null;
        try {
            conn = getConnection();
            pstmt = conn.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, name);
            rs = pstmt.executeQuery();
            if (rs.next()) {
                Member member = new Member();
                member.setId(rs.getLong("id"));
                member.setName(rs.getString("name"));
                return Optional.of(member);
            }
            return Optional.empty();
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        } finally {
            close(conn, pstmt, rs);
        }
    }

    private Connection getConnection () {
        return DataSourceUtils.getConnection(dataSource);
    }

    private void close (Connection conn, PreparedStatement pstmt, ResultSet rs) {
        try {

            if (rs != null) {
                rs.close();
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            if (pstmt != null) {
                pstmt.close();
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        try {
            if (conn != null) {
                close(conn);
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void close (Connection conn) throws SQLException {
        DataSourceUtils.releaseConnection(conn, dataSource);
    }
}

스프링 설정 변경

  • SpringConfig 파일 변경
package hello.hellospring;
import hello.hellospring.repository.JdbcMemberRepository;
import hello.hellospring.repository.JdbcTemplateMemberRepository;
import hello.hellospring.repository.MemberRepository;
import hello.hellospring.repository.MemoryMemberRepository;
import hello.hellospring.service.MemberService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import javax.sql.DataSource;
@Configuration
public class SpringConfig {
 private final DataSource dataSource;
 public SpringConfig(DataSource dataSource) {
 this.dataSource = dataSource;
 }
 @Bean
 public MemberService memberService() {
 return new MemberService(memberRepository());
 }

 @Bean
 public MemberRepository memberRepository() {
// return new MemoryMemberRepository();
return new JdbcMemberRepository(dataSource);
 }
}
  • DataSource는 데이터베이스 커넥션을 획득할 때 사용하는 객체다.
  • 스프링 부트는 데이터베이스 커넥션 정보를 바탕으로 DataSource를 생성하고 스프링 빈으로 만들어둔다. 그래서 DI를 받을 수 있다.

구현 클래스 추가 이미지

  • MemberService는 MemberRepository를 의존하고있다.
  • MemberRepository는 구현체로 MemoryMemberRepository와 JdbcMemberRepository가 있다.

스프링 컨테이너에서 설정을 변경한다.

  • 기존에는 <memory>memberRepository를 스프링 빈으로 등록하여 의존했다면, <jdbc>memberRepository로 변경하였다!
    • 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open-Closed Principle)
      • 확장에는 열려있고, 수정, 변경에는 닫혀있다.
  • 스프링의 DI (Dependencies Injection)을 사용하면 기존 코드를 전혀 손대지 않고, 설정만으로 구현 클래스를 변경할 수 있다.
  • 회원을 등록하고 DB에 결과가 잘 입력되는지 확인하자.
  • 데이터를 DB에 저장하므로 스프링 서버를 다시 실행해도 데이터가 안전하게 저장된다.

개인적인 오류 발생❗❗

2021-01-22 18:00:55.859 ERROR 86064 --- [nio-8080-exec-2] o.a.c.c.C.[.[.[/].[dispatcherServlet]    : Servlet.service() for servlet [dispatcherServlet] in context with path [] threw exception [Request processing failed; nested exception is java.lang.IllegalStateException: org.h2.jdbc.JdbcSQLSyntaxErrorException: Table "MEMBER" not found; SQL statement:
select * from member [42102-200]] with root cause

org.h2.jdbc.JdbcSQLSyntaxErrorException: Table "MEMBER" not found; SQL statement:
select * from member [42102-200]
  • 서버를 실행하고 전체 멤버를 조회할 때 자꾸 멤버 테이블을 찾지못하는 에러가 발생하였다..

에러 수정✔

src/main/resources/application.properties

// 수정 전!!! s가 빠져있었음.
pring.datasource.url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test
spring.datasource.driver-class-name=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa

// 수정 후 정상 작동 
spring.datasource.url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test
spring.datasource.driver-class-name=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa
  • 오타를 주의하자.

스프링 통합 테스트

스프링 컨테이너와 DB까지 연결한 통합 테스트를 진행해보자.

package hello.hellospring.service;

import hello.hellospring.domain.Member;
import hello.hellospring.repository.MemberRepository;
import hello.hellospring.repository.MemoryMemberRepository;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;

@SpringBootTest

// 이 애노테이션을 테스트케이스에 달면 테스트를 실행할 때 트랜잭션을 실행하고,
// db에 데이터를 insert를 하고 test를 종료할 때 rollback()을 해준다.
// 그렇기 때문에 db에 데이터가 반영되지않는다!
@Transactional
class MemberServiceIntegrationTest {

    @Autowired
    MemberService memberService;
    @Autowired
    MemberRepository memberRepository;

    @Test
    void 회원가입 () {
        //given
        Member member = new Member ();
        member.setName ("spring");

        //when
        Long saveId = memberService.join (member);

        //then
        Member findMember = memberService.findOne (saveId).get ();
        assertThat (member.getName ()).isEqualTo (findMember.getName ());
    }

    @Test
    public void 중복_회원_예외 () {
        //given
        Member member1 = new Member ();
        member1.setName ("spring");

        Member member2 = new Member ();
        member2.setName ("spring");

        //when
        memberService.join (member1);
        IllegalStateException e = assertThrows (IllegalStateException.class, () -> memberService.join (member2));

        assertThat (e.getMessage ()).isEqualTo ("이미 존재하는 회원입니다.");

        /*
        try {
            memberService.join(member2);
            fail();
        } catch (IllegalStateException e) {
        assertThat(e.getMessage()).isEqualTo("이미 존재하는 회원입니다.");
        }
        */

        //then
    }
}
  • @SpringBootTest : 스프링 컨테이너와 테스트를 함께 실행한다.
  • @Transactional : 테스트 케이스에 이 애노테이션이 있으면, 테스트 시작 전에 트랜잭션을 시작하고, 테스트 완료 후에 항상 롤백한다. 이렇게 하면 DB에 데이터가 남지 않으므로 다음 테스트에 영향을 주지 않는다.

✔ 가급적이면 순수한 단위 테스트 가 훨씬 좋은 테스트 일 확률이 높다.

스프링 컨테이너에 연결을 하여 통합 테스트를 진행할 경우 시간도 더 오래걸리고, 복잡해진다.

스프링 JdbcTemplate

  • 순수 Jdbc와 동일한 환경설정을 하면 된다.
  • 스프링 JdbcTemplate과 MyBatis 같은 라이브러리는 JDBC API에서 본 반복 코드를 대부분 제거해준다. 하지만 SQL은 직접 작성해야한다.

JdbcTemplateRepository 작성

package hello.hellospring.repository;

import hello.hellospring.domain.Member;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
import org.springframework.jdbc.core.RowMapper;
import org.springframework.jdbc.core.namedparam.MapSqlParameterSource;
import org.springframework.jdbc.core.simple.SimpleJdbcInsert;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Optional;

public class JdbcTemplateMemberRepository implements MemberRepository {

    private final JdbcTemplate jdbcTemplate;

    // 생성자가 단 하나면 @Autowired 생략할 수 있다.
    public JdbcTemplateMemberRepository(DataSource dataSource) {
        jdbcTemplate = new JdbcTemplate(dataSource);
    }

    @Override
    public Member save(Member member) {
        SimpleJdbcInsert jdbcInsert = new SimpleJdbcInsert(jdbcTemplate);
        // 테이블명과 컬럼명
        jdbcInsert.withTableName("member").usingGeneratedKeyColumns("id");

        Map<String, Object> parameters = new HashMap<>();
        parameters.put("name", member.getName());

        Number key = jdbcInsert.executeAndReturnKey(new MapSqlParameterSource(parameters));
        member.setId(key.longValue());
        return member;
    }

    @Override
    public Optional<Member> findById(Long id) {
        List<Member> result = jdbcTemplate.query("select * from member where id = ?", memberRowMapper(), id);
        return result.stream().findAny();
    }

    @Override
    public Optional<Member> findByName(String name) {
        List<Member> result = jdbcTemplate.query("select * from member where name = ?", memberRowMapper(), name);
        return result.stream().findAny();
    }

    @Override
    public List<Member> findAll() {
        return jdbcTemplate.query("select * from member", memberRowMapper());
    }

    private RowMapper<Member> memberRowMapper() {
        return (rs, rowNum) -> {
            Member member = new Member();
            member.setId(rs.getLong("id"));
            member.setName(rs.getString("name"));
            return member;
        };
    }
}

JdbcTemplateRepository를 사용하도록 SpringConfig 변경

package hello.hellospring;
import hello.hellospring.repository.JdbcMemberRepository;
import hello.hellospring.repository.JdbcTemplateMemberRepository;
import hello.hellospring.repository.MemberRepository;
import hello.hellospring.repository.MemoryMemberRepository;
import hello.hellospring.service.MemberService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import javax.sql.DataSource;
@Configuration
public class SpringConfig {
 private final DataSource dataSource;
 public SpringConfig(DataSource dataSource) {
 this.dataSource = dataSource;
 }
 @Bean
 public MemberService memberService() {
 return new MemberService(memberRepository());
 }
 @Bean
 public MemberRepository memberRepository() {
// return new MemoryMemberRepository();
// return new JdbcMemberRepository(dataSource);
 return new JdbcTemplateMemberRepository(dataSource);
 }
}

JPA

  • JPA는 기존의 반복 코드는 물론이고, 기본적인 SQL도 JPA가 직접 만들어서 실행해준다.
  • JPA를 사용하면, SQL과 데이터 중심의 설계에서 객체 중심의 설계로 패러다임을 전환 할 수 있다.
  • JPA를 사용하면 개발 생산성을 크게 높일 수 있다.

build.gradle JPA, h2 데이터베이스 관련 라이브러리 추가

//	implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-jdbc'
	implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa'
  • 기존 jdbc 를 주석처리 하고 새로운 jpa 라이브러리를 추가 후 gradle 한다.

application.properties 설정 추가

spring.datasource.url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test
spring.datasource.driver-class-name=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa

spring.jpa.show-sql=true
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=none

spring.jpa.show-sql=true - JPA가 생성하는 sql을 출력

spring.jpa.hibernate.ddl-auto=none - create 라고 할 경우 자동으로 테이블을 생성해준다. 하지만 현재 이미 테이블이 생성되어있기 때문에 자동으로 생성해주지 않는 none으로 설정한다.

JPA 엔티티 매핑

package hello.hellospring.domain;

import javax.annotation.processing.Generated;
import javax.persistence.*;

@Entity
public class Member {

    @Id // pk 설정
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
		// db에 값을 넣으면 db가 id를 자동으로 생성해준다는 것을 '아이덴티티'라고 부른다!
    private Long id;

    private String name;

    public Long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

JPA 회원 리포지토리

package hello.hellospring.repository;

import hello.hellospring.domain.Member;

import javax.persistence.EntityManager;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

public class JpaMemberRepository implements MemberRepository {

    private final EntityManager em;

    // 스프링 부트가 jpa 라이브러리가 빌드되어있으면 자동으로 EmtityManager를 생성해줌.
    public JpaMemberRepository(EntityManager em) {
        this.em = em;
    }

    @Override
    public Member save(Member member) {
        em.persist(member);
        return member;
    }

    @Override
    public Optional<Member> findById(Long id) {
        Member member = em.find(Member.class, id);
        return Optional.ofNullable(member);
    }

    @Override
    public Optional<Member> findByName(String name) {
        List<Member> result = em.createQuery("select m from Member m where m.name = :name", Member.class)
                .setParameter("name", name)
                .getResultList();

        return result.stream().findAny();
    }

    @Override
    public List<Member> findAll() {
        // jpql 쿼리 언어
        // 테이블 대상으로 쿼리를 날리지않고 객체를 대상으로 쿼리를 날림.
				// 그러면 쿼리로 이게 sql로 변형이 된다!
        // member를 대상으로 쿼리를 날리는 것이다.
        // 객체 자체를 select 한다.
        return em.createQuery("select m from Member m", Member.class).getResultList();
    }
}

서비스 계층에 트랜잭션 추가

import org.springframework.transaction.annotation.Transactional
@Transactional
public class MemberService {}
  • org.springframework.transaction.annotation.Transactional 를 사용하자.
  • 스프링은 해당 클래스의 메서드를 실행할 때 트랜잭션을 시작하고, 메서드가 정상 종료되면 트랜잭션을
    커밋한다.
  • 만약 런타임 예외가 발생하면 롤백한다.
  • JPA를 통한 모든 데이터 변경은 트랜잭션 안에서 실행해야 한다.

JPA를 사용하도록 SpringConfig 변경

package hello.hellospring;
import hello.hellospring.repository.*;
import hello.hellospring.service.MemberService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import javax.persistence.EntityManager;
import javax.sql.DataSource;
@Configuration
public class SpringConfig {
 private final DataSource dataSource;
 private final EntityManager em;
 public SpringConfig(DataSource dataSource, EntityManager em) {
 this.dataSource = dataSource;
 this.em = em;
 }
 @Bean
 public MemberService memberService() {
 return new MemberService(memberRepository());
 }
 @Bean
 public MemberRepository memberRepository() {
// return new MemoryMemberRepository();
// return new JdbcMemberRepository(dataSource);
// return new JdbcTemplateMemberRepository(dataSource);
 return new JpaMemberRepository(em);
 }
}

스프링 데이터 JPA

스프링 부트와 JPA만 사용해도 개발 생산성이 정말 많이 증가하고, 개발해야할 코드도 확연히 줄어든다.

여기에 스프링 데이터 JPA를 사용하면, 기존 한계를 넘어 마치 마법처럼, 리포지토리에 구현 클래스 없이 인터페이스 만으로 개발을 완료할 수 있다. 그리고 반복 개발해온 CRUD 기능도 스프링 데이터 JPA가 모두 제공한다.

프링 부트와 JPA라는 기반 위에, 스프링 데이터 JPA라는 환상적인 프레임워크를 더하면 개발이 정말 즐거워진다. 지금까지 조금이라도 단순히 반복이라 생각했던 개발 코드들이 확연하게 줄어든다. 따라서 개발자는 핵심 비즈니스 로직을 개발하는데, 집중할 수 있다.

  • 실무에서 관계형 데이터베이스를 사용한다면 스프링 데이터 JPA는 이제 선택이 아닌 필수이다.

주의❗

스프링 데이터 JPA는 JPA를 편리하게 사용하도록 도와주는 기술이다. JPA를 먼저 학습한 후에 스프링 데이터 JPA를 학습하는 것이 좋다.

  • 앞의 JPA 설정은 그대로 사용한다.

스프링 데이터 JPA 회원 리포지토리

package hello.hellospring.repository;

import hello.hellospring.domain.Member;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

import java.util.Optional;

public interface SpringDataJpaMemberRepository extends JpaRepository<Member, Long>, MemberRepository {
    
    // JPQL select m from Member m where m.name = ?
    @Override
    Optional<Member> findByName(String name);
}

스프링 데이터 JPA 회원 리포지토리를 사용하도록 스프링 설정 변경

package hello.hellospring;
import hello.hellospring.repository.*;
import hello.hellospring.service.MemberService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class SpringConfig {
 private final MemberRepository memberRepository;
 public SpringConfig(MemberRepository memberRepository) {
 this.memberRepository = memberRepository;
 }
 @Bean
 public MemberService memberService() {
 return new MemberService(memberRepository);
 }
}
  • 스프링 데이터 JPA가 SpringDataJpaMemberRepository를 스프링 빈으로 자동 등록해준다.

스프링 데이터 JPA 제공 클래스!

스프링 데이터 JPA 제공 기능

  • 인터페이스를 통한 기본적인 CRUD
  • findByName() , findByEmail() 처럼 메서드 이름 만으로 조회 기능 제공
  • 페이징 기능 자동 제공

참고!

실무에서는 JPA와 스프링 데이터 JPA를 기본으로 사용하고, 복잡한 동적 쿼리는 Querydsl이라는 라이브러리를 사용하면 된다. Querydsl을 사용하면 쿼리도 자바 코드도 안전하게 작성할 수 있고, 동적 쿼리도 편리하게 작성할 수 있다. 이 조합으로 해결하기 어려운 쿼리는 JPA가 제공하는 네이티브 쿼리를 사용하거나, 앞서 학습한 스프링 JdbcTemplate을 사용하면 된다!

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