스프링 입문 - 코드로 배우는 스프링 부트, 웹 MVC, DB접근 기술 [ 스프링 DB 접근 기술 ]

JiwonMoon·2021년 10월 27일
Spring스프링스프링 입문
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스프링 입문 - 코드로 배우는 스프링 부트, 웹MVC, DB 접근 기술

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스프링 DB 접근 기술

스프링 데이터 엑세스

  • H2 데이터베이스 설치
  • 순수 Jdbc
  • 스프링 통합 테스트
  • 스프링 JdbcTemplate
  • JPA
  • 스프링 데이터 JPA

순서
1. 순수 JDBC 만을 이용해서 DB Connection, CRUD
2. JDBC Template 의 라이브러리를 이용해서 더 간편하게
3. JPA를 이용해서 더 간편하게
4. 스프링 데이터 JPA를 이용해서 더 간편하게

H2 데이터베이스는 개발이나 테스트 용도로 가볍고 편리한 DB, 웹화면도 제공하기 때문에 설치

테이블 생성하기
테이블 관리를 위해 프로젝트 루트에 sql/ddl.sql 파일을 생성

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

H2 데이터베이스에 접근해서 member 테이블 생성

순수 Jdbc
환경설정
build.gradle 파일에 jdbc, h2 데이터베이스 관련 라이브러리 추가

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-jdbc'
runtimeOnly 'com.h2database:h2'

스프링 부트 데이터베이스 연결 설정 추가

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

주의, 스프링부트 2.4 부터는 spring.datasource.username=sa를 꼭 추가해주어야 한다. 그렇지 않으면 오류가 발생한다.

Jdbc 회원 리포지토리

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;
          ResultSet rs = null;
          try {
            conn = getConnection();
            pstmt = conn.prepareStatement(sql,
Statement.RETURN_GENERATED_KEYS);
            pstmt.setString(1, member.getName());
            pstmt.executeUpdate();
            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 설정변경 

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 획들할 떄 사용하는 객체다. 스프링 부트는 데이터베이스 커넥션 정보를 바탕으로 DataSource를 생성하고 스프링 빈으로 만들어 둔다. 그래서 DI를 받을 수 있다.

즉, 메모리DB를 이용한 구현체를 주석하고, 순수 JDBC를 이용한 H2DB를 사용하기 위한 변화

구현 클래스 추가

스프링 설정

  • 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open-Closed Principle)
    - 확장에는 열려있고, 변경에는 닫혀있다.
  • 스프링의 DI를 사용하면 기존 코드를 전혀 손대지 않고, 설정만으로 구현클래스를 변경할 수 있다.

스프링 통합 테스트
스프링 컨테이너와 DB까지 연결한 통합 테스트

회원 서비스 스프링 통합 테스트

package hello.hellospring.service;
  import hello.hellospring.domain.Member;
  import hello.hellospring.repository.MemberRepository;
  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.assertEquals;
  import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;
  @SpringBootTest
  @Transactional
  class MemberServiceIntegrationTest {
      @Autowired MemberService memberService;
      @Autowired MemberRepository memberRepository;
@Test
public void 회원가입() throws Exception {
			//Given
          Member member = new Member();
          member.setName("hello");
			//When
          Long saveId = memberService.join(member);
           //Then
          Member findMember = memberRepository.findById(saveId).get();
          assertEquals(member.getName(), findMember.getName());
      }
@Test
public void 중복_회원_예외() throws Exception {
//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));//예외가 발생해야 한다. assertThat(e.getMessage()).isEqualTo("이미 존재하는 회원입니다.");
} }
  • @SpringBootTest: 스프링 컨테이너와 테스트를 함께 실행한다.
  • @Transactional: 테스트 케이스에 이 에노테이션이 있으면, 테스트 시작 전에 트랜잭션을 시작하고, 테스트 완료 후에 항상 롤백한다. 이렇게 하면 DB에 데이터가 남지 않으므로 다음 테스트에 영향을 주지 않는다.

스프링 JdbcTemplate

  • 순수 Jdbc와 동일한 환경설정을 하면 된다.
  • 스프링 JdbcTemplate 과 MyBatis 같은 라이브러리는 JDBC API에서 본 반복 코드를 대부분 제거해준다. 하지만 SQL은 직접 작성해야 한다.

스프링 JdbcTemplate 회원 리포지토리 

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;
      public JdbcTemplateMemberRepository(DataSource dataSource) {
          jdbcTemplate = new JdbcTemplate(dataSource);
}
      @Override
      public Member save(Member member) {
          SimpleJdbcInsert jdbcInsert = new SimpleJdbcInsert(jdbcTemplate);
          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 List<Member> findAll() {
          return jdbcTemplate.query("select * from member", memberRowMapper());
      }
      @Override
      public Optional<Member> findByName(String name) {
          List<Member> result = jdbcTemplate.query("select * from member where
  name = ?", memberRowMapper(), name);
          return result.stream().findAny();
      }
      private RowMapper<Member> memberRowMapper() {
          return (rs, rowNum) -> {
              Member member = new Member();
              member.setId(rs.getLong("id"));
              member.setName(rs.getString("name"));
              return member;
}; 
}
}

JdbcTemplate을 사용하도록 스프링 설정 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 전환을 할 수 있다.
  • JPA를 사용하면 개발 생산성을 크게 높일 수 있다.

build.gradle 파일에 JPA.h2 데이터베이스 관련 라이브러리 추가

dependencies {
      implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-thymeleaf'
      implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
//implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-jdbc' implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa' runtimeOnly 'com.h2database:h2' testImplementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-test') {
          exclude group: 'org.junit.vintage', module: 'junit-vintage-engine'
      }
}

스프링 부트에 JPA 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

주의, 스프링 부트 2.4 부터는 spring.datasource.username=sa를 꼭 추가해주어야 한다. 그렇지 않으면 오류가 발생한다

  • show-sql: JPA가 생성하는 SQL을 출력한다.
  • ddl-auto: JPA는 테이블을 자동으로 생성하는 기능을 제공하는데 none를 사용하면 해당 기능을 끈다.
    - create를 사용하면 엔티티 정보를 바탕으로 테이블도 직접 생성해준다.

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;
    public JpaMemberRepository(EntityManager em) {
        this.em = em;
}
    public Member save(Member member) {
        em.persist(member);
        return member;
}
public Optional<Member> findById(Long id) {
        Member member = em.find(Member.class, id);
        return Optional.ofNullable(member);
}
    public List<Member> findAll() {
        return em.createQuery("select m from Member m", Member.class)
                .getResultList();
}
    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();
} }

서비스 계층에 트랜잭션 추가

import org.springframework.transaction.annotation.Transactional
  @Transactional
  public class MemberService {
  
  }

: 트랜잭션(Transactional)이란?
모두 성공되어야 하는 일련의 과정으로 볼 수 있다.
즉, 실행단계에서 예외가 발생하면 초기상태로 복귀(롤백)을 하게된다.

  • org.springframework.transaction.annotation.Transactional 를 사용
  • 스프링은 해당 클래스의 메소드를 실행할 떄 트랜잭션을 시작하고, 매소드가 정상 종료되면 트랜잭션을 커밋한다. 만약 런타임 예외가 발생하면 롤백한다.
  • JPA를 통한 모든 데이터 변경은 트랜잭션 안에서 실행해야 한다.

JPA를 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;
  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 많이 증가하고, 개발해야할 코드도 확연히 줄어든다. 여기에 스프링 데이터 JPA를 사용하면, 리포지토리에 구현 클래스 없이 인터페이스 만으로 개발을 완료할 수 있다. 그리고 반복 개발해온 기본 CRUD 기능도 스프링 데이터 JPA가 모두 제공한다.

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 {
      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 SpringDataJpaMemberRepository 를 스프링 빈으로 자동 등록해준다.

스프링 데이터 JPA 제공 클래스

스프링 데이터 JPA 제공 기능

  • 인터페이스를 통한 기본적인 CRUD
  • findByName(), findByEmail() 처럼 메소드 이름만으로 조회 기능 제공
  • 페이징 기능 자동 제공

Tip:
실무에서는 JPA와 스프링 데이터 JPA를 기본적으로 사용하고, 복잡한 동적 쿼리는 Querydsl이라는 라이브러리를 사용하면 된다. Querydsl을 사용하면 쿼리도 자바 코드로 안전하게 작성할 수 있고, 동적 쿼리도 편리하게 작성할 수 있다. 이 조합으로 해결하기 어려운 쿼리는 JPA가 제공하는 네이티브 쿼리를 사용하거나, JdbcTemplate를 사용하면 된다.

References (참고 자료)

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JiwonMoon
기술에 대한 사용 목적과 구동 원리를 이해 및 정리하기 위한 저장소로 사용 중입니다.
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