JPA란 무엇인가요?

GoldenDusk·2023년 12월 10일
JPA
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CS지식

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JPA란?

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1. JPA는 Java Persistence API이다.

JPA라는 것은 Java Persistence Application Programming interface로 자바 프로그래밍을 할 때, 영구적으로 필요한 인터페이스

⭐ 영속성(persistence)란?

데이터를 생성한 프로그램의 실행이 종료되더라도 사라지지 않는 데이터의 특성을 의미하며, 영속성은 파일 시스템, 관계형 데이터베이스 혹은 객체 데이터베이스 등을 활용하여 구현한다.

영속성을 예시로 들자면 RAM에 경우 휘발성이라 컴퓨터가 꺼지게 되면 사라지게 되는데 RAM에 대한 데이터들을 하드디스크에 저장하게 되면 하드디스크는 비휘발성이라서 사라지지 않는다.

데이터베이스가 관리할 수 있도록 DBMS로 관리한다.

즉, JPA란.. 자바에서 영구히 기록할 수 있는 환경을 제공하는 API를 말한다.

⭐ API란?

  • 애플리케이션 (A) ⇒ 프로그램
  • 프로그래밍(P) ⇒ 프로그래밍
  • 인터페이스(I) ⇒ 인터페이스

인터페이스로 프로그래밍을 하고 그걸로 프로그램이 만들어지는 것을 뜻한다.

⭐ 프로토콜 VS 인터페이스

  1. 프로토콜과 인터페이스의 공통점

둘 다 약속을 뜻한다.

  1. 차이점
  • 인터페이스

    상하 관계가 존재하는 약속

    • 예시로 들자면 장보고가 프로그램을 만들었다. 근데 프로그램이 좋아서 공유를 하고 싶다. 그래서 홍길동한테 공유를 하는데 “A데이터를 사용하려면 밤 12시부터 새벽 6시까지 사용해라”고 상의없이 말했다. 이것이 바로 인터페이스
    • 인터페이스를 통해 데이터를 받아 프로그램을 만들면 그것이 바로 API
  • 프로토콜

    동등한 관계에 약속

    • 수 많은 프로토콜들이 모여서 만들어진 것이 인터

2. JPA는 ORM(Obeject Relational Mapping) 기술이다.

건물을 짓는 설계도로 건물을 올리게 되면 3D로 나오게 되는 것을 모델링이라고 한다.

모델링 한다는 것은 추상화적인 개념을 현실세계에 구체화하는 것을 말한다.

자바가 가지고 있는 데이터 타입과 데이터베이스가 가지고 있는 데이터 타입은 다르다. class를 통해서 데이터베이스에 있는 테이블을 모델링해야 한다.

원래대로라면, 첫 번째로는 DB 테이블을 만들고 2번째로 자바세상에 모델링한다. ⇒ TRM(Table Relational Mapping)

class Team{
	int id;
	String name;
	String year;
}

하지만, JPA경우 첫 번째로 자바에서 코드를 작성한 것인 클래스를 만들어서 두 번째로 데이터베이스 테이블을 자동으로 생성 수 있다. 이때 필요한 것이 인터페이스이다.

3. JPA는 반복적인 CRUD 작업을 생략하게 해준다.

Select나 Select All, Delete, Update, Insert 등은 자주 일어날 수 있는 것들이다.

java의 경우 DB에게 Connect 요청을 한다. DB가 권한을 확인하고 Session을 오픈하게 해준다. 그렇게 되면 java는 Conncection을 가지며, 두 번째에는 쿼리를 DB에 전송할 수 있다. DB는 그것을 기반으로 Data를 java에 응답하게 되는데 이때, 자바가 가진 데이터 타입과 DB가 가진 데이터 타입은 다르다.

즉, 자바 Object로 변환을 해야 하는데 이것은 단순한 반복로직이다. 이러한 과정들을 connction을 연결하고 변환하고 등등을 JPA가 하나의 함수로 제공해준다.

4. JPA는 영속성 컨텍스트를 가지고 있다.

영속성이란

데이터 ⇒ 영구적 저장(파일시스템 X, DB O)

컨텍스트란?(Context)

Context란 대상의 모든 정보를 가지고 있는 것

개발에서 컨텍스트 개념은 조금 애매하다. 이렇게 이해하면 좋다고 한다. 길동이가 영숙이에게 난 영숙이 너의 모든 컨텍스트를 가지고 있어 = 영숙이의 모든 것을 알고 있다.

Context를 넘겨준다. = 보고가 길동이에게 영숙이의 Context(모든 정보)를 넘겨

영속성 컨텍스트란?

자바가 데이터베이스를 저장해야 하는 모든 데이터를 아는 것이 영속성 컨텍스트

자바에 있는 동물 데이터를 영속성 컨텍스트에 넣고 나서 DB에도 저장 후 영속성 컨텍스트에서 삭제를 하면 동기화가 되어 있기에 DB에서도 삭제가 된다.

영속성 컨텍스트에는 없고 DB에만 과일 데이터가 있다면..

일단 자바는 1. 영속성 컨텍스트에 먼저 요청을 한다. 2. 영속성 컨텍스트에 데이터가 없기에 DB에 요청 한다. 3. DB에서 가져와 자바 object로 영속성컨텍스트에 저장한다. 4. 자바에 과일데이터를 준다.

데이터 베이스에 있는 데이터를 select해서 가져오고 update하는 등 일련의 모든 정보를 영속성 컨텍스트를 통해 확인 할 수 있다.

자바가 데이터베이스에 저장해야 하는 모든 메타 데이터 정보들을 영속성 컨텍스트가 가지고 있다.

java에서 과일 데이터를 딸기로 바꾸면..

  1. 영속성 컨텍스트의 과일데이터도 딸기로 바뀌고
  2. 데이터베이스에 commit해서 밀어넣으면 원래 셋은 같은 데이터 인데 3번은 사과로 되어 있어 딸기로 바꾸기위해 update가 자동으로 일어난다.

5. JPA는 DB와 OOP의 불일치성을 해결하기 위한 방법론을 제공한다.(DB는 객체저장 불가)

  • DB는 기본자료형으로 Object를 가지지 못함
    • teamId의 경우 1이라는 숫자를 가지고 있지 아래의 그림 처럼 object채로 가지고 있지 못한다.

  • 자바 관점 : 일반 사용자는 알 수 없기에 join을 하거나 두 번의 select가 필요
class Team{
	int id;
	String name;
	String year;
}

class Player{
	int id; //=2
	String name; //=공필성
	int teamId; //=1
}

그렇지만.. 자바는 Object를 저장할 수 있기에 아래와 같이 만들 수 있다.

class Player{
	int id; //=2
	String name; //=공필성
	Team team; //=team object
}

즉, OOP를 만들 수 있게 된다. 객체 지향적으로 만들 수 있다는 것이다. 그리고 ORM을 하게 되면 자바가 주도권을 가진 즉, 위와 같은 형태의 데이터 베이스를 만들 수 있다.

또한.. JPA가 알아서 Mapping 해서 select, insert등을 해주게 된다.

즉, JPA는 DB와 OOP의 불일치성을 해결하기 위한 방법론을 제공한다는 것은 먼저, 데이터베이스가 주도권을 잡고 있다면 데이터베이스는 Object를 저장할 수 없기에 OOP와 불일치하게 되지만 JPA를 사용하게 되면 OOP를 만들 수 있게 된다. 객체 지향적으로 만들 수 있다는 것이다. 그리고 ORM을 하게 되면 자바가 주도권을 가진 즉, 위와 같은 형태의 데이터 베이스를 만들 수 있다.

6. JPA는 OOP 관점에서 모델링을 할 수 있게 해준다.(상속, 콤포지션, 연관관계)

class Car{
	int id; //pk
	String name;
	String color;
	Engine engine;
}

class Engine{
	int id;
	int power;
}

⇒ 상속으로 되지는 않고 콤포지션(결합)해야 한다.

jpa의 경우 class를 만든 다음 데이터베이스 자동생성해준다. 1번이 생성 후 2번이 자동생성된다.

이렇게 되면 OOP 관점(객체 지향 프로그래밍)에서 테이블이 만들어지게 된다.

Engine과 Car 클래스에 모두 다 TimeStamp createDate;와 TimeStamp updateDate;를 넣고 싶다면

그 부분은 반복된 것이기 때문에 각 클래스에 넣는 것이 아닌 반복된 것을 다른 클래스로 만들어준다.

class EntityDate{
	TimeStamp createDate;
	TimeStamp updateDate;
}

후에 그 클래스를 상속받으면 된다.

class Car extends EntityDate{
	int id; //pk
	String name;
	String color;
	Engine engine;
}

class Engine extends EntityDate{
	int id;
	int power;
}

상속을 받게 되면 옆에 필드가 더 생긴다.

연관관계의 경우 두 객체(엔터티) 간의 관계를 나타내는데

연관 관계 표현

  1. 일대일(One-to-One): 예를 들어, 사용자(User)와 프로필(Profile)이라는 엔터티가 있을 때, 한 사용자는 하나의 프로필을 가지고, 한 프로필은 하나의 사용자에 속할 수 있다.
  2. 일대다(One-to-Many): 예를 들어, 부서(Department)와 사원(Employee)이라는 엔터티가 있을 때, 하나의 부서는 여러 사원을 가질 수 있다.
  3. 다대일(Many-to-One): 일대다의 반대로 여러 엔터티가 하나의 엔터티에 속하는 관계
  4. 다대다(Many-to-Many): 예를 들어, 학생(Student)과 과목(Subject)이라는 엔터티가 있을 때, 한 학생은 여러 과목을 수강하고, 한 과목은 여러 학생에게 수강될 수 있다.

표현방법 : 어노테이션

@OneToOne, @OneToMany, @ManyToOne, @ManyToMany 등의 어노테이션을 사용하여 이러한 연관관계를 매핑할 수 있다.

연관관계를 설정하면 객체 간의 관계를 유지하면서 데이터베이스에도 적절한 계가 맺어지게 된다.

7. 방언 처리가 용이하여 Migration하기 좋다. 유지보수에 좋다.

jpa는 clialect에 대한 것들을 많이 가지고 있다.(oracle, maria, mssql, mysql, postgam)

또한 DB는 추상화객체가 중간에 있어서 데이터베이스 변경에도 용이하다. 내가 만약 오라클을 쓰다 MYSQL로 바꾸고 싶어도 중간에 추상화 객체가 있기에 무리없이 바꿀 수 있다.

즉, 방언 처리가 용이하기 좋다고 한다.

JPA의 추상화 객체

추상화 객체는 엔터티(Entity)를 나타내는 객체로 이 객체들은 데이터베이스의 테이블과 매핑되어 있어서 객체 지향 프로그래밍에서 사용되는 모델과 데이터베이스 스키마 간의 매핑을 편리하게 할 수 있도록 도와준다.

  1. @Entity: 클래스를 엔터티로 지정하는 어노테이션으로 해당 클래스의 객체가 데이터베이스의 레코드에 매핑
  2. @Id: 엔터티의 주 식별자(Primary Key)를 지정하는 어노테이션으로 주키는 해당 엔터티를 고유하게 식별하는데 사용
  3. @GeneratedValue: 주 키의 값을 자동으로 생성하도록 지정하는 어노테이션
  4. @Column: 엔터티의 필드를 데이터베이스의 컬럼과 매핑할 때 사용되는 어노테이션
  5. @ManyToOne, @OneToMany, @OneToOne, @ManyToMany: 관계형 데이터베이스에서의 다양한 관계를 표현하기 위한 어노테이션

Migration(마이그레이션이란)

데이터베이스 스키마의 변경을 관리하는 프로세스를 의미한다. 애플리케이션의 요구사항이나 업데이트로 인해 데이터베이스의 구조가 변경되어야 할 때, 마이그레이션을 통해 기존 데이터베이스를 새로운 구조로 업데이트할 수 있다.

JPA에서는 데이터베이스 스키마를 업데이트하는 도구로 Hibernate와 같은 ORM 도구를 사용한다. 이 도구들은 자동으로 데이터베이스 스키마를 생성하거나 업데이트할 수 있어서 개발자가 직접 SQL 스크립트를 작성하지 않아도 된다. 이를 통해 객체 지향 모델과 데이터베이스 스키마 간의 일관성을 유지하면서도 변경이 일어날 수 있다.

Hibernate

자바 언어를 위한 ORM(Object-Relational Mapping)프레임워크 중 하나로, ORM은 객체 지향 프로그래밍에서 사용되는 객체와 관계형 데이터베이스 간의 매핑을 자동으로 처리해주는 도구이다. Hibernate는 이러한 매핑을 통해 개발자가 SQL 쿼리를 직접 작성하지 않고도 데이터베이스와 상호 작용할 수 있도록 도와준다.

Hibernate의 주요 특징과 기능은 다음과 같습니다:

  1. 객체-관계 매핑: Hibernate는 자바 객체와 데이터베이스 테이블 간의 매핑을 지원한다. 이를 통해 객체 지향 프로그래밍 언어인 자바에서 관계형 데이터베이스를 더 편리하게 다룰 수 있다.
  2. 데이터베이스 독립성: Hibernate는 사용하는 데이터베이스에 대한 종속성을 낮춰준다. 즉, 데이터베이스를 변경하더라도 코드 변경이 최소화
  3. 자동 테이블 생성 및 업데이트: Hibernate는 객체 모델을 기반으로 데이터베이스 테이블을 자동으로 생성하거나 업데이트할 수 있다. 이는 개발자가 직접 SQL을 작성하지 않아도 되게 해준다.
  4. 캐싱: Hibernate는 성능 향상을 위해 캐싱을 지원한다. 쿼리 결과나 객체 상태를 캐시하여 반복적인 데이터베이스 액세스를 최소화할 수 있다.
  5. 트랜잭션 관리: Hibernate는 데이터베이스 트랜잭션을 관리하는데 도움을 준다. ACID 속성을 유지하면서 트랜잭션을 제어할 수 있다.
  6. 쿼리 언어 지원: Hibernate는 HQL(Hibernate Query Language)라는 객체 지향적인 쿼리 언어를 제공하여 SQL에 종속되지 않고도 데이터베이스에 접근할 수 있다.

Hibernate는 자바 개발자들 사이에서 매우 인기 있는 ORM 프레임워크 중 하나로, 데이터베이스와의 상호 작용을 간소화하고 생산성을 향상시킬 수 있는 강력한 도구다.

8. JPA는 쉽지만 어렵다.

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내 지식을 기록하여, 다른 사람들과 공유하여 함께 발전하는 사람이 되고 싶다. gitbook에도 정리중 ~
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