Spring - PostgreSQL 연결

Postgres DB와 Spring Boot 연결하기 참고

。 영속성 DB 와 연결하는것이므로 H2와 같은 In-Memory DB처럼 Application을 재시작하면 Data가 초기화되는것이 아니기 때문에 초기값 설정용 data.sql , schema.sql을 정의 안해도된다.
▶ DB 사용 시 해당 .sql파일을 만들 필요는 없다.

。Spring의 PSA에 의해 MySQL, H2 DB 등에 Spring JPA를 통해 구현한 DB Entity의 구현내용을 재활용하여 PostgreSQL DB에도 적용이 가능하다.
▶ Spring JDBC , Spring JPA를 사용할 경우 PostgreSQL DB , MySQL DB , H2-DB 등에 관계없이 구축된 DB Entity을 매우 쉽게 적용할 수 있다.
▶ Spring JDBC의 JdbcTemplate Class를 이용하여 SQL을 하드코딩하여 PostgreSQL DB와 상호작용을 수행할 수 있다.

• Spring Boot에 PostgreSQL DB 연결 시 필요한 dependency

  • Maven
    。pom.xml에 정의

    。Spring Web

    <dependency>
              <groupId>org.springframework.boot</groupId>
              <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    。Spring JDBC

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-jdbc</artifactId>
    </dependency>

    。Spring Data JPA

    <dependency>
              <groupId>org.springframework.boot</groupId>
              <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency> 

    。PostgreSQL Driver

    <dependency>
              <groupId>org.postgresql</groupId>
              <artifactId>postgresql</artifactId>
              <scope>runtime</scope>
    </dependency>

  • 
    
    
  • Gradle
    。build.gradle에 정의

    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web' // Spring Web 
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-jdbc' // Spring JDBC
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa' // Spring Data JPA
    implementation group: 'org.postgresql' , name: 'postgresql' , version: '42.2.23'  // PostgreSQL Driver
    runtimeOnly 'org.postgresql:postgresql' 

• 
  
  
• application.yml에 PostgreSQL DB DataSource 정의
  。Spring Boot가 기본적으로 자동으로 연결할 PostgreSQL DB의 DataSource를 설정하기위해 application.yml에 postgresql에 관한 정보를 정의.
  ▶ @Bean을 선언하여 직접 DataSource instance를 생성하는 방법은 아래에서 소개.
  ▶ JdbcUserDetailsManager(DataSource객체)에서 사용됨.
  
  。Spring Boot가 자동으로 연결할 DataSource를 설정 시 application.properties에 기존에 정의된 h2-db 설정을 삭제해야한다.

spring:
  datasource:
    url: jdbc:postgresql://localhost:5432/All4Runner
    username: ${DB_USERNAME:postgres}
    password: ${DB_PASSWORD:wjd747}
  jpa:
    database-platform: org.hibernate.dialect.PostgreSQLDialect
    show-sql: true
    hibernate:
      ddl-auto: update

• • spring.datasource.url=JDBC URL :
    。 특정 DB의 JDBC URL
    ▶ Local에서 실행되고 있는 PostgreSQL DB의 URL을 정의.
    。H2-DB에서 동적 URL을 고정하기 위한 정적 JDBC URL 설정 시에도 사용됨.
    spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb
    
    
  • spring.datasource.username , spring.datasource.password :
    。DB에 접근하기 위한 사용자 이름과 비밀번호
    
    
  • spring.jpa.database-platform :
    。Hibernate가 사용할 PostgreSQL DB의 Dialect
    
    
  • spring.jpa.show-sql :
    。SQL Query를 Console에 출력할지의 여부
    
    
  • spring.jpa.hibernate.ddl-auto :
    。Application 실행 시 Hibernate가 DB Schema를 자동 Update할지의 여부를 설정.
    ▶ spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update로 설정할 경우, Entity Class와 DB Table Schema를 동기화.

    • Hibernate
      。JPA를 구현한 대표적인 오픈소스.
      。Hibernate JAR을 class path에 추가해서 Hibernate를 JPA 구현체로 사용.
      
      
    • Dialect :
      。JPA 또는 Hibernate에서 사용하는 특정 DB에 해당하는 SQL문법과 기능을 정의한 설정.
      ▶ 각 DB( MySQL , PostgreSQL , Oracle )등은 공통적으로 SQL 표준을 따르지만, 각각 조금씩 차이가 발생하는 SQL 문법을 가지므로 Hibernate는 해당 문법/기능적 차이를 Dialect를 통해 자동으로 조정.

      주요 Dialect

      • org.hibernate.dialect.MySQLDialect : MySQL
      • org.hibernate.dialect.MariaDBDialect : MariaDB
      • org.hibernate.dialect.PostgreSQLDialect : PostgresDB
      • org.hibernate.dialect.H2Dialect : H2DB

• 
  
  
• Spring JDBC의 PostgreSQL DB DataSource instance 생성하기
  。PostgreSQL에서 JdbcUserDetailsManager(DataSource객체)을 통한 DB에 사용자 자격증명을 추가할때의 용도로 활용할 DataSource instance 정의하기. JdbcUserDetailsManager 설정
  ▶ 사용자 자격증명 저장이 필요없는 경우, 설정안해도 application.properties에서 Spring Boot에 자동연결설정된 DataSource를 활용하여 기본적으로 CRUD를 수행 가능.

  • DataSource 생성하는 @Bean Method 정의
    。@Configuration이 선언된 Configuration Class에서 DataSource instance를 반환하는 @Bean Method를 생성.

  	@Bean
      public DataSource pgdataSource() {
          HikariConfig config = new HikariConfig();
          config.setJdbcUrl("jdbc:postgresql://localhost:5432/GeoDB");
          config.setUsername("postgres");
          config.setPassword("wjd747");
          return new HikariDataSource(config);
      }

  。postgresql DataSource를 정의하기위해 application.properties에서 작성된 JDBC 내용과 유사.

  • DataSource : javax.sql.DataSource
    。JDBC에서 특정 DB의 DB Connection을 관리하는 Interface.
    ▶ Application이 DB에 접근 시 DataSource를 통해 Connection을 관리.
    
    。최적화된 DB Connection Pool을 제공하고, Spring Boot에서 Auto-Configuration이 가능.
    
    
  • HikariCP :
    。Spring Boot에서 기본적으로 활용하는 고성능 JDBC Connection Pool을 관리하는 DataSource Interface를 구현한 Class.
    ▶ new HikariConfig()를 통해 DB Connection이 구현된 DataSource instance 생성.
    
    。 JDBC Connection Pool을 통해 DriverManagerDataSource와 달리 DB Connection을 재사용.

    • Connection Pool :
      。DB Connection을 매번 생성 시 성능 저하 발생하는 단점을 보완.
      ▶ Connection Pool을 사용 시 일정 수의 DB Connection을 사전에 생성 및 재사용 가능하여 불필요한 DB Connection 생성을 방지 가능.
      
      
    • DriverManagerDataSource :
      。Spring에서 JDBC Connection을 위한 DataSource Interface를 구현한 Class.
      ▶ new DriverManagerDataSource()를 통해 DB Connection이 구현된 DataSource instance 생성.
      
      。 매번 새로운 DB Connection을 생성하며 연결을 재사용하지 않고 사용하므로 HikariCP에 대체됨.

• 
  
  
• Spring JPA 기능을 활용하여 PostgreSQL과 연동
  。Spring JPA를 활용해 REST API를 통해 PostgreSQL DB와 상호작용 수행 시 활용.
  。PostgreSQL DB의 Table과 Mapping된 JPA Entity Class 생성
  。H2 DB 등 Spring JPA를 통해 구현한 DB Entity의 구현내용을 재활용하여 PostgreSQL DB에도 적용이 가능하다.

  • DB Entity 생성
    。PostgreSQL DB와 Data Binding되어 상호작용을 수행하는 Entity Class 생성
    。@Entity를 선언하여 Entity Class 생성 및 @Id 와 @GeneratedValue를 primary key field에 선언
    ▶ 기존 H2-DB로 실습한 Entity Class를 그대로 활용.

    // PostgresUser.java
  import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonIgnore;
  import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonProperty;
  import jakarta.persistence.*;
  import jakarta.validation.constraints.Past;
  import jakarta.validation.constraints.Size;
  import java.time.LocalDate;
  import java.util.List;
  @Entity
  public class PostgresUser {
      @Id
      @GeneratedValue
      Integer id;
      @JsonProperty("username")
      @Size(min=2, message = "Name should have at least 2 characters.")
      String name;
      @JsonProperty("birth_date")
      @Past(message="Birth Date should be in the past.")
      LocalDate birthDate;
      public List<PostgresPost> getPosts() { return posts; }
      public void setPosts(List<PostgresPost> posts) { this.posts = posts; }
      @OneToMany(mappedBy="user")
      @JsonIgnore
      private List<PostgresPost> posts;
      public PostgresUser(){}
      public PostgresUser(Integer id, String name, LocalDate birthDate) {
          this.id = id;
          this.name = name;
          this.birthDate = birthDate;
      }
      public Integer getId() { return id; }
      public String getName() { return name; }
      public LocalDate getBirthDate() { return birthDate; }
      public void setId(Integer id) { this.id = id; }
      public void setName(String name) { this.name = name; }
      public void setBirthDate(LocalDate birthDate) { this.birthDate = birthDate; }
  }

  。id field의 경우 Wrapper Class의 Integer type으로 설정.
  ▶ int와 달리 Wrapper Class객체 이므로 Null값을 저장할 수 있다.
  ▶ DB에서 pk가 없거나 아직 할당되지 않은 상태를 지시하기 위해 NULL을 사용할 수 있게 설정.
  Integer vs int

  int와 Integer 차이
  。Java에서 둘다 정수를 다루지만, 기본 자료형(primitive type)과 wrapper class라는 차이가 존재.

  • int
    。기본자료형 ( primitive type )
    。null값을 가질 수 없다.
    
    
  • Integer
    。java.lang.Integer Class 객체
    ▶int를 객체로 감싼 Wrapper Class 객체
    ▶ new 키워드로 선언하여 객체 생성.
    
    。null값을 저장 가능.
    ▶ DB Entity의 primary key로 활용.
  • 
    
    
  • JPA의 CRUD를 수행하기위한 JpaRepository<Entity,ID Field> Interface 정의

  import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
  public interface PgRepository extends JpaRepository<PostgresUser,Integer> { }

  .

  • JPA의 Business Logic을 구현하기위한 Service Class 정의
    。Business Logic 구현을 위한 Spring Bean이므로 @Service 선언.
    ▶ @Entity에서 명시적 구체화.
    
    。JpaRepository<> interface의 instance 생성 및 생성자주입을 수행하여 CRUD method를 구현

  import java.util.List;
  import java.util.Optional;
  import org.springframework.stereotype.Service;
  @Service
  public class pgService {
      // JpaRepository instance
      PgRepository pgRepository;
      // @Autowired 생략 가능한 Constructor Based Dependency Injection
      public pgService(PgRepository pgRepository) {
          this.pgRepository = pgRepository;
      }
      // Create
      public PostgresUser CreatePGUser(PostgresUser user) {
          return pgRepository.save(user);
      }
      // Update
      public PostgresUser UpdatePGUser(PostgresUser user) {
          return pgRepository.save(user);
      }
      // Read
      public Optional<PostgresUser> GetPGUser(Integer id) {
          return pgRepository.findById(id);
      }
      public List<PostgresUser> GetAllPGUsers() {
          return pgRepository.findAll();
      }
      // Delete
      public void DeletePGUser(Integer id) {
          pgRepository.deleteById(id);
      }
  }

  。JpaRepository.save(DB Entity)는 CREATE와 UPDATE 기능을 수행.
  ▶ 기존 Entity를 사용 시 UPDATE, 새로운 Entity를 사용 시 INSERT
  
  

  • CRUD기능을 포함한 REST API를 구현할 Controller Class 생성
    。JPA CRUD를 사전에 정의한 pgService Spring Bean instance를 생성하여 의존성 주입하여 수행.

  import jakarta.validation.Valid;
  import org.springframework.http.ResponseEntity;
  import org.springframework.web.bind.annotation.*;
  import org.springframework.web.servlet.support.ServletUriComponentsBuilder;
  import java.net.URI;
  import java.util.List;
  import java.util.Optional;
  @RestController
  public class PgController {
      // JPA Business Logic을 사전에 정의한 Spring Bean
      pgService pgservice;
      // @Autowired 생략 가능한 Constructor Based Dependency Injection
      public PgController(pgService pgservice) {
          this.pgservice = pgservice;
      }
      // GET Method 구현
      // GET /users : 모든 사용자 조회
      @GetMapping(path="/pg/jpa/users")
      public List<PostgresUser> ListAllUsers(){
          // JpaRepository를 구현한 Service Class의 JpaRepository객체.findAll() Method 활용.
          List<PostgresUser> users = pgservice.GetAllPGUsers();
          return users;
      }
      // GET /users/{id} : 특정 사용자 조회
      @GetMapping(path="/pg/jpa/users/{id}")
      public Optional<PostgresUser> GetUserById(@PathVariable int id){
          // JpaRepository를 구현한 Service Class의 JpaRepository객체.findById() Method 활용.
          // 가져온 데이터는 Optional<PostgresUser>로 return.
          Optional<PostgresUser> user = pgservice.GetPGUser(id);
          if(user.isEmpty()){ // 해당 id가 존재하지 않는 경우 발생.
              throw new UserNotFoundException("id :" + id);
          }
          return user;
      }
      // POST Method 구현
      // POST /users : 새로운 사용자 생성
      @PostMapping(path="/pg/jpa/users")
      public ResponseEntity<PostgresUser> createUser(@Valid @RequestBody PostgresUser user) {
          // @RequestBody : HttpRequest의 Body(=JSON Format)를 Bean으로 변환하여 저장.
          // JpaRepository를 구현한 Service Class의 JpaRepository객체.save() Method 활용.
          PostgresUser savedUser = pgservice.SavePGUser(user);
          //REST API에서 알맞은 Response Status를 Client에게 반환하는 코드
          URI locationHeader = ServletUriComponentsBuilder.fromCurrentRequest()
                  .path("/{id}").buildAndExpand(savedUser.getId()).toUri();
          // 201 : created status에 해당하는 ResponseEntity<User> 객체를 생성하여 반환.
          return ResponseEntity.created(locationHeader).build();
      }
      // Post의 Update를 수행하고 Save한 PostgresPost instance를 return.
      // PUT /users/{id}
      @PutMapping(path="/pg/jpa/users/{id}")
      public PostgresUser UpdateUserById(@PathVariable int id, @RequestBody PostgresUser user){
          // HTTP Request Body가 @RequestBody를 통해 변수에 Mapping되어 Update를 수행.
          pgservice.UpdatePGUser(user);
          return user;
      }
      @DeleteMapping(path="/pg/jpa/users/{id}")
      public void DeleteUserById(@PathVariable int id){
          // JpaRepository를 구현한 Service Class의 JpaRepository객체.deleteById() Method 활용.
          pgservice.DeletePGUser(id);
      }
  }

  
  
  。PostgreSQL DB에 해당 Entity Class의 Table 명이 없을 경우 Spring JPA에 의해 자동생성됨.

• 
  
  
• Spring JDBC 기능을 활용하여 PostgreSQL과 연동 Spring JDBC
  。SQL을 조작하여 PostgreSQL DB과 상호작용시 사용.

  • Spring JDBC를 통해 data의 삽입을 용이하게 하는 Spring Bean Class 생성
    。해당 Class를 통해 Spring Bean instance를 생성하여 Spring JDBC를 통해 DB에 Insert를 수행.

  import java.time.LocalDate;
  public class PostgresUserforJDBC {
      int id;
      String name;
      LocalDate birth_date;
      public PostgresUserforJDBC(int id, String name, LocalDate birth_date) {
          this.id = id;
          this.name = name;
          this.birth_date = birth_date;
      }
      public int getId() {return id; }
      public void setId(int id) {this.id = id;}
      public String getName() {return name;}
      public void setName(String name) {this.name = name;}
      public LocalDate getBirth_date() {return birth_date;}
      public void setBirth_date(LocalDate birth_date) {this.birth_date = birth_date; }
  }

  • Spring JDBC을 활용하여 DAO를 구현하는 Class 생성
    。Spring JDBC를 통해 하드코딩한 SQL를 DB에 반영하는 Class객체에 @Repository를 선언하여 Spring Bean으로 구체화.
    。특정 SQL문을 JdbcTemplate Class의 instance를 활용하여 JdbcTemplate객체.update(SQL구문)로 DB에 SQL을 반영하는 Logic을 구현.
    。DAO(Data Access Obejct : DB에 접근하는 역할을 수행하는 객체)

  import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;
  import org.springframework.stereotype.Repository;
  @Repository
  public class pgJdbcRepository {
      private JdbcTemplate jdbcTemplate;
      // @Autowired  : 생성자기반 의존성주입
      public pgJdbcRepository(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
          this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
      }
      // text-block을 활용한 sql 문자열
      private static String sqlinsert =
              """
              insert into postgres_user(id,birth_date,name) values(?,?,?);
              """;
      public void insert(PostgresUserforJDBC user){
          jdbcTemplate.update(sqlinsert,user.getId(),user.getBirth_date(),user.getName());
      }
  }

  • CommandLineRunner 상속 Class 생성
    。CommandLineRunner를 상속한 Class를 정의하여 run()을 통해 application 구동 시 DB와 상호작용하는 기능을 구현한 Spring Bean( = pgJdbcRepositor ) instance의 method를 작동.
    ▶ JdbcTemplate의 update(sql) method로 DB와 상호작용을 수행하는 method를 구현.
    
    。Query문 입력 시 text-block내에 SQL문을 입력.

   import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
  import org.springframework.stereotype.Component;
  import java.time.LocalDate;
  @Component
  public class pgCodeLineRunnerClass implements CommandLineRunner {
      private pgJdbcRepository jdbcRepository;
      // @Autowired  : 생성자기반 의존성주입
      public pgCodeLineRunnerClass(pgJdbcRepository jdbcRepository) {
          this.jdbcRepository = jdbcRepository;
      }
      @Override
      public void run(String... args) throws Exception {
          jdbcRepository.insert(new PostgresUserforJDBC(2, "Lee",LocalDate.now()));
      }
  }

  。@SpringBootApplication Class의 Component Scan에 의해 @Component가 선언된 해당 CommandLineRunner Class를 식별하여 run() method를 실행하여 DAO에서 구현된 JdbcTemplate와 SQL로 Spring JDBC 기능을 실행.
  
  。다음처럼 성공적으로 insert into postgres_user(id,birth_date,name) values(?,?,?); SQL 구문을 통해 Data Insert가 완료된것을 확인 가능.

  JDBC / Spring JDBC / JPA / Spring Data JPA 차이

  • JDBC :
    。SQL을 많이 작성하면서 Java 코드가 많다.
    ▶ 하드코딩이 많음.
    
    
  • Spring JDBC :
    。SQL을 많이 작성
    。JdbcTemplate instance를 통해 Java코드는 적게 사용.
    
    
  • JPA :
    。SQL을 작성하지않음
    。EntityManager을 통해 DB Entity를 DB Table로 Mapping 하는 과정 필요.
    
    
  • Spring JPA :
    。SQL , EntityManager을 사용하지 않는다.
    ▶EntityManager 대신 JpaRepository<Entity class, ID> Interface를 상속한 Interface를 Instance로 생성하여 활용.
    
    。Spring JDBC , Spring JPA를 사용할 경우 PostgreSQL DB , MySQL DB , H2-DB 등에 관계없이 구축된 DB Entity을 매우 쉽게 적용할 수 있다.
    
    。 Spring JDBC의 JdbcTemplate객체의 경우 직접 SQL을 작성하여 JdbcTemplate객체.update(SQL)로 상호작용한다면 JpaRepository는 자동으로 Query가 생성되는 Method를 제공.

    • DAO ( Data Access Object ) :
      。DB와 직접 상호작용을 수행하는 Object로서 개발자가 SQL을 직접 작성하여 CRUD를 수행.
      ▶ Spring에서는 보통 @Repository Annotation으로 선언하여 Spring Bean instance으로 생성.
      
      。JdbcTemplate 같은 Spring JDBC를 활용하여 DB와 상호작용하는 method를 제공하는 Class를 instance로 생성하여 활용.
      
      
    • ORM ( Object-Relational Mapping )
      。Application의 DB Entity Class instance를 RDBMS의 DB Table에 자동으로 영속화 하는것을 의미.
      ▶ DB Entity instance와 RDBMS DB Table 간 자동 Mapping.
      
      。 SQL을 직접 사용하지 않고, DB Entity instance를 중심으로 DB의 Data 조작을 수행.
      ▶ RDBMS ( H2-DB, mySQL , postgreSQL ) 의 변경에도 유연한 적용이 가능.