JPA(Java Persistence API)?

SQL 중심적 개발의 문제점

1. 중복되는 SQL과 코드작성의 무한 반복
2. SQL에 의존적인 개발
3. 진정한 의미의 계층 분할이 어렵다.
4. 엔티티를 신뢰할 수 없다.

객체와 관계형 데이터베이스의 차이

1. 상속
   객체는 상속관계가 있지만, 관계형 데이터베이스는 상속 관계가 없다.
2. 연관관계
   객체는 reference(참조)를 가지고 있다. // 연관된 객체를 getter로 가져올 수 있는 것.
   관계형 데이터베이스는 PK(Primary Key)나 FK(Foreign Key)로 join을 해서 필요한 데이터를 찾을 수 있다.
3. 데이터 타입
4. 데이터 식별 방법

이와 같은 차이점으로부터 패러다임의 불일치가 일어난다. 이 차이를 극복하기 위해 개발자가 너무 많은 시간과 코드를 소비한다는 점과 객체지향적 모델링을 할수록 패러다임의 불일치 문제가 더 커진다는 점이 문제가 된다. 결과적으로 점점 데이터 중심의 모델로 변해가기 때문에 이를 해결하고 정교한 객체 모델링을 유지하게 도와주는 것이 JPA이다.

JPA

• Java Persistence API
• 자바 진영의 ORM 기술 표준

ORM

• Object-relational mapping(객체 관계 매핑)
• 객체는 객체대로 설계
• 관계형 데이터베이스는 관계형 데이터베이스대로 설계
• ORM 프레임워크가 중간에서 매핑
• 대중적인 언어에서는 대부분 ORM 기술이 존재

기존의 JDBC API와 SQL 중심 동작

JPA는 애플리케이션과 JDBC 사이에서 동작

Java 애플리케이션에서 JPA에 명령하면, JPA는 JDBC API를 사용해서 SQL을 만들어 DB에 보낸다.

JPA 동작 - 저장

jpa.persist(member); // 저장

• JPA에게 Member 객체를 넘기면 JPA가 객체를 분석
• INSERT query 생성(JPA가 query를 만듬)
• JPA가 JDBC API를 사용해서 INSERT query를 DB에 보냄
• 패러다임의 불일치 해결

JPA 동작 - 조회

Member member = jpa.find(memberId); // 조회

• JPA는 PK 값으로 find 요청
• JPA는 SELECT query 생성
• JDBC API를 통해 DB에 보내고 결과를 받음
• ResultSet 매핑
• 패러다임 불일치 해결

왜 JPA를 사용해야 하는가?

생산성

지루하고 반복적인 코드와 CRUD용 SQL을 개발자가 직접 작성하지 않아도 되며, 더 나아가 JPA에는 CREATE TABLE 같은 DDL 문을 자동으로 생성해주는 기능이 있음.

CRUD가 다음과 같이 다 정의 되어 있다. // 코드가 Java의 컬렉션 프레임워크 같이 간결함.

• 저장: jpa.persist(member)
• 조회: Member member = jpa.find(memberId)
• 수정: member.setName("변경할 이름")
• 삭제: jpa.remove(member)

유지보수

기존에는 필드 변경시 모든 SQL을 수정했어야 했다. 예를 들어, 필드 한 개가 추가되면 그것을 사용하는 모든 곳을 변경해야 한다.

JPA를 사용하면 필드만 추가하면 된다. SQL은 JPA가 처리함.

JPA와 패러다임의 불일치 해결

1. JPA와 상속
2. JPA와 연관관계
3. JPA와 객체 그래프 탐색
4. JPA와 비교하기

JPA와 상속

• 저장
  jpa.persist(album);을 명령하면 JPA가 알아서 처리해줌. JPA는 persist 명령을 받고, ITEM 테이블, ALBUM 테이블 두 군데 모두 INSERT 쿼리를 날린다.

• 조회
  jpa.find(Album.class, albumId); 라는 명령을 하면 JPA가 알아서 처리해줌. JPA는 Item과 Album을 join해서 찾아옴.

• JPA와 연관관계, 객체 그래프 탐색

// 연관관계 저장
member.setTeam(team);
jpa.persist(member);

// 객체 그래프 탐색
Member member = jpa.find(Member.class, memberId);
Team team = member.getTeam(); // 자유로운 객체 그래프 탐색

연관 관계를 저장하고, 가져올 때는 마치 java collection에 넣었던 것처럼 꺼내올 수 있다.

JPA와 비교하기

String memberId = "100";
Member member1 = jpa.find(Member.class, memberId);
Member member2 = jpa.find(Member.class, memberId);
if (member1 == member2) return true; // 결과는 같다.
else return false;

동일한 트랜잭션에서 조회한 엔티티는 같음을 보장한다.
(1차 캐시를 사용하기 때문)

JPA와 성능 최적화 기능

1. 1차 캐시와 동일성(identity) 보장

• 같은 트랜잭션 안에서는 같은 엔티티를 반환 - 약간의 조회 성능 향상
• DB Isolation Level이 Read Commit이어도 애플리케이션에서 Repeatable Read 보장

String memberId = "100";
Member m1 = jpa.find(Member.class, memberId); // SQL
Member m2 = jpa.find(Member.class, memberId); // 캐시
println(m1 == m2) // true

위의 코드에서 SQL은 1번만 실행된다.

2. 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연 - INSERT

• 트랜잭션을 커밋할 때까지 INSERT SQL을 모음
• JDBC BATCH SQL 기능을 사용해서 한번에 SQL 전송

transaction.begin(); // 트랜잭션 시작
em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
em.persist(memberC);
// 여기까지 INSERT SQL을 데이터베이스에 보내지 않는다.
// 커밋하는 순간 데이터베이스에 INSERT SQL을 모아서 보낸다.
transaction.commit(); // 트랜잭션 커밋

3. 지연 로딩과 즉시 로딩

• 지연 로딩: 객체가 실제 사용될 때 로딩
• 즉시 로딩: JOIN SQL로 한번에 연관된 객체까지 미리 조회

// 지연 로딩
Member member = memberDAO.find(memberId); // SELECT * FROM MEMBER
Team team = member.getTeam();
String teamName = team.getName(); // SELECT * FROM TEAM

// 즉시 로딩
Member member = memberDAO.find(memberId); // SELECT M.*, T.* FROM MEMBER JOIN TEAM ...
Team team = member.getTeam();
String teamName = team.getName();

지연 로딩은 member를 조회했을 때, member만 가져온다.
그리고 3번째 줄에서 team.getName을 했을 때, JPA가 DB에 Team에 대한 query를 날려서 가져온다.
즉, 필요한 시점에 쿼리를 날려 값을 가져온다.

즉시 로딩은 member를 조회했을 때, member와 연관된 객체까지 모두 가져온다.

member를 가져왔을 때 member만 쓴다고 하면 지연 로딩이 좋고, member와 연관 객체를 같이 쓰는 경우엔 즉시 로딩이 좋다.

더 알아보기

• JPA, Hibernate, 그리고 Spring Data JPA의 차이점

References

• 김영한님의 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편(인프런)
• 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편