JPA 소개

JPA를 소개하기 전, JPA 없이 JDBC를 직접 사용하면 발생하는 문제에 대해 알아보자.
즉, JPA의 필요성에 대해 먼저 알아보자.

SQL을 직접 다룰 때의 문제점

JDBC를 직접 사용하는 애플리케이션 예시

Member 클래스

  public class Member {
    private String memberId;
    private String name;
    //... 기타 코드
  }

MemberDAO 클래스
```
  public class MemberDAO {
    public Member find(String memberId) { ... }
    public Member save(Member member) { ... }
    public Member update(Member member) { ... }
    public Member delete(Member member) { ... }
  }
```
- find(String memberId) 메서드를 완성한다고 가정해보자. 그 과정은 아래와 같다.
  - find(String memberId) 메서드을 작성 절차
    1. 회원 조회용 SQL 작성한다.
    2. JDBC API를 사용하여 SQL을 실행한다.
    3. 조회 결과를 Member 객체로 매핑한다.
- save(Member member) 메서드를 완성한다고 가정해보자. 그 과정은 아래와 같다.
  - save(Member member) 메서드을 작성 절차
    1. 회원 등록용 SQL 작성한다.
    2. 회원 객체의 값(property)을 꺼내서 등록 SQL에 전달한다.
    3. JDBC API를 사용하여 SQL을 실행한다.
update(Member member) 와 delete(Member member) 는 생략한다.

이때 발생하는 문제

객체 자체를 DB에 바로 저장할 수 없기 때문에, 일일히 객체의 속성값(property)를 꺼내서 SQL에 대입한 뒤, SQL을 실행해야한다.
- 이 과정에서 너무 많은 SQL과 JDBC API를 코드로 작성해야 한다.

만약 “회원의 연락처를 함께 저장해야한다”는 요구사항이 추가된다면 어떻게 될까?
- 추가된 요구사항에 의해 변경되는 사항
  - 연락처를 저장하기 위해 save(Member member) 메서드의 SQL을 수정해야한다.
  - 연락처를 출력하기 위해 find(String memberId) 메서드의 SQL을 수정해야한다.
  - 연락처를 수정하기 위해 update(Member member) 메서드의 SQL을 수정해야한다.
- 너무 많은 코드를 수정해야한다.

만약 “회원은 무조건 어떤 한 팀에 소속되어야한다”는 요구사항이 추가된다면 어떻게 될까?
- 추가된 요구사항에 의해 변경되는 사항
  - 팀을 표현하기 위해, Team 객체 및 테이블이 추가된다. Member 테이블과 Team 테이블이 서로 외래키로 연관된다.
  - 소속 팀을 회원과 함께 조회하기 위해 findWithTeam(Member member) 메서드가 추가되고, ‘Member 테이블’ 과 ‘Team 테이블’을 Join 시켜주는 SQL을 작성해야한다.
  - 회원 출력시, 소속 팀을 함께 출력하려면 find(Member member)메서드를 사용하던 모든 부분을 findWithTeam(Member member)메서드로 수정해야한다.
    
    왜냐하면, find(Member member) 메서드는 Team 테이블을 함께 조회하지 않기 때문이다.
    (즉, Team 테이블을 Join하는 쿼리가 필요하다. 그것을 바로 findWithTeam(Member member) 메서드가 가지고 있다.)
- 따라서 Member 객체가 연관된 Team 객체를 사용할 수 있을지, 없을지는 전적으로 SQL에 달려있다.
  - SQL이 Join을 통해 Team 테이블을 같이 조회해주어야 하므로.
- 데이터 접근 계층(DAO)을 사용해서 SQL을 숨겨도 어쩔 수 없이, DAO를 열어서 어떤 SQL이 실행되는지 확인해야한다.

발생 문제 정리
- 진정한 의미의 계층 분할이 어렵다.
- 엔티티를 신뢰할 수 없다.
  
  왜냐하면, 특정 프로퍼티를 사용할 수 있을지를 SQL이 결정하므로.
- SQL에 의존적인 개발을 피하기 어렵다.

JPA를 통한 문제해결

JPA를 사용하면 객체를 데이터베이스에 저장하고 관리할 때, 개발자가 직접 SQL을 작성하는 것이 아니라 JPA가 제공하는 API를 사용하면 된다.
JPA를 통해, 위 문제점들을 해결할 수 있다.
코드에 집중하지 말고, 기능적인 부분에 초점을 맞추어 읽자.

저장 기능

jpa.persist(member); //회원 저장 코드

JPA가 객체와 매핑정보를 보고 적절한 INSERT SQL을 생성해서 데이터베이스에 전달한다.
매핑정보는 어떤 객체를 어떤 테이블에 관리할지 정의한 정보이다.

조회 기능

String memberId = "helloId";
Member member = jpa.find(Member.class, memberId);

JPA는 객체와 매핑정보를 보고 적절한 SELECT SQL을 생성해서 DB에 전달한다.
그리고 그 결과로 Member 객체를 생성해서 반환한다.

수정 기능

Member member = jpa.find(Member.class, memberId);
member.setName("이름변경"); //트랜잭션 커밋시 수정된다.

JPA는 별도의 수정 메서드를 제공하지 않는다.
대신 객체를 조회해서 값을 변경만 하면 트랜잭션을 커밋할 때 DB에 적절한 UPDATE SQL이 전달된다.

연관된 객체 조회

Member member = jpa.find(Member.class, memberId);
Team team = member.getTeam();

JPA는 연관된 객체(Team)를 사용하는 시점에 적절한 SELECT SQL을 실행한다.
따라서 JPA를 사용하면 연관된 객체를 마음껏 조회할 수 있다.
즉, Member 조회시 Team 테이블을 JOIN 하였는지를 고려하지 않아도 Team 객체에 접근할 수 있다.

패러다임의 불일치

패러다임의 불일치란?

관계형 데이터베이스
- 데이터 중심으로 구조화가 되어있다.
- 추상화, 상속, 다형성과 같은 개념이 없다.
객체와 관계형 데이터베이스는 지향하는 목적이 서로 다르므로 둘의 기능과 표현 방법도 다르다.
이것을 객체와 관계형 데이터베이스의 패러다임 불일치 문제라고 한다.
따라서, 객체 구조를 테이블 구조에 저장하는 데는 한계가 있다.

패러다임 불일치: 상속문제

객체는 상속이라는 기능을 가지고 있다.
하지만, 테이블은 상속이라는 기능이 없다.
상속관계를 테이블에 표현하기 (JPA 없이)
- Item 을 상속받는 Movie , Book 객체가 존재한다고 하자.
- 이것을 테이블로 표현하는 최선의 방법은 다음과 같다.
  - dtype 칼럼을 사용해서 어떤 자식 테이블과 관계가 있는지 정의한다.
    - 예를 들어, dtype 값이 Movie면 영화 테이블과 관계가 있다.
- Movie 객체를 저장하려면 이 객체를 분해해서 다음 두 SQL을 만들어야 한다. 왜냐하면, name과 price 칼럼의 값을 director, actor와 함께 저장해야하기 때문이다.
  - INSERT INTO ITEM …
  - INSERT INTO MOVIE …
- 즉, dtype을 통해 직접 상속을 표현하는 것은 상당히 귀찮고 복잡하다.

JPA를 통해 상속 문제 해결하기

JPA는 상속과 관련된 패러다임의 불일치 문제를 대신 해결해준다.

jpa.persist(movie);

위 코드 한줄만 입력하면, JPA는 자동으로 다음 두 SQL을 실행해서 ITEM과 MOVIE 테이블에 저장한다.
- INSERT INTO ITEM …
- INSERT INTO MOVIE …
추가로, Movie 객체를 조회해보자.

jpa.find(Movie.class, id);

위 코드 한줄만 입력하면, JPA가 ITEM과 MOVIE 테이블을 조인해서 데이터를 조회하고 결과를 반환한다.
- SELECT I., M. FROM ITEM I JOIN MOVIE M ON I.ID = M.ID

패러다임 불일치: 연관관계 문제

객체는 참조(주소값)를 사용해서 다른 객체와 연관관계를 가지고 참조에 접근해서 연관된 객체를 조회한다.
테이블은 외래키를 사용해서 다른 테이블과 연관관계를 가지고 조인을 사용해서 연관된 테이블을 조회한다.

public class Member {
	String id;
	Team team;
	String username;

	//...
}

public class Team {
	Long id;
	String name;
}

위와 같이, Member 객체에 Team 객체가 프로퍼티로 존재한다.
이것을 어떻게 테이블로 표현해야할까?

JPA를 통해 연관관계 문제 해결하기

JPA는 연관관계와 관련된 패러다임의 불일치 문제를 해결해준다.

member.setTeam(team); //Member와 Team 간의 연관관계 설정 (참조설정)
jpa.persist(member); //Member와 연관관계를 함께 저장

위 코드를 통해, 연관관계를 함께 저장할 수 있다.
JPA는 team의 참조를 외래키로 변환해서 적절한 INSERT SQL을 DB에 전달한다.
객체를 조회할 때 외래 키를 참조로 변환하는 일도 JPA가 처리해준다.

Member member = jpa.find(Member.class, memberId);
Team team = member.getTeam();

패러다임 불일치: 객체 그래프 탐색 문제

객체에서 회원이 소속된 팀을 조회할 때, 다음처럼 참조를 사용해서 연관된 팀을 찾는 것을 객체 그래프 탐색이라고 한다.
예시

member.getOrder().getOrderItem().getItem(). ...
객체는 마음껏 객체 그래프를 탐색할 수 있어야 하는데, 이것을 관계형 DB도 지원할까? 정답은 아니다.
- SELECT M., O. FROM MEMBER M JOIN Order O ON M.ID = O.ID
- 위 SQL로 member 객체를 조회했다면, 그와 연관된 order 객체는 가져올 수 있지만, order 객체와 연관된 또 다른 객체는 접근할 수 없다.
- 또한, member 객체와 연관된 또다른 객체 team이 존재할 때, 해당 SQL로 접근할 수 없다.
- 위 SQL은 오직 order 객체에만 접근할 수 있다.
즉, SQL을 직접 다루면 처음 실행하는 SQL에 따라 객체 그래프를 어디까지 탐색할 수 있는지 정해진다.
따라서 어디까지 객체 그래프 탐색이 가능한지 알아보려면, 결국 데이터 접근 계층인 DAO를 열어서 SQL을 직접 확인해야 한다.

JPA를 통해 객체 그래프 탐색 문제 해결하기

JPA는 연관된 객체를 사용하는 시점에 적절한 SELECT SQL을 실행한다. 이것은 지연로딩 기능이 가능케 한다.
- 지연 로딩이란?
  - 실제 객체를 사용하는 시점까지 데이터베이스 조회를 미루는 기능
  - 지연 로딩을 통해 직접 사용해야하는 코드는 없다. (JPA가 지연로딩을 투명하게 처리한다.)
따라서, JPA를 사용하면 연관된 객체를 신회하고 마음껏 조회할 수 있다.

//처음 조회 시점에 SELECT MEMBER SQL을 실행한다.
Member member = jpa.find(Member.class, memberId);

Order order = member.getOrder();
order.getOrderDate(); //Order 객체를 사용하는 이 시점에 SELECT ORDER SQL을 실행한다.

이러한 지연로딩 대신, 즉시 연관 객체를 조회하도록 설정할 수도 있다.

패러다임 불일치: 비교 문제

데이터베이스는 기본 키의 값으로 각 로우(row)를 구분한다.
객체는 동일성 비교와 동등성 비교하는 두 가지 비교 방법이 있다.
- 동일성 비교
  - 객체A == 객체B
  - 참조값(주소값)을 비교한다.
- 동등성 비교
  - 객체A.equals(객체B)
  - 객체의 내용을 비교한다.
따라서, 테이블의 로우를 구분하는 방법과 객체를 구분하는 방법에는 차이가 있다.

String memberId = "100";
Member member1 = memberDAO.getMember(memberId);
Member member2 = memberDAO.getMember(memberId);
member1 == member2; //false: 서로 다른 객체이다.

member1 과 member2 은 서로 같은 memberId로 조회했음에도 다른 객체로 판단된다.
- 왜냐하면, member1과 member2 은 같은 데이터베이스 로우에서 조회했지만, 객체 측면에서 볼 때 둘은 다른 인스턴스이기 때문이다.

JPA를 통해 비교 문제 해결하기

JPA는 같은 트랜잭션일 때, 같은 객체가 조회되는 것을 보장한다.

String memberId = "100";
Member member1 = jpa.find(Member.class, memberId);
Member member2 = jpa.find(Member.class, memberId);
member1 == member2; //true: 서로 같은 객체이다.

정리

객체 모델과 관계형 데이터베이스 모델은 지향하는 패러다임이 서로 다르다.
이 패러다임의 차이를 극복하려면 개발자가 너무 많은 시간과 코드를 소비해야한다.
뿐만 아니라, 객체지향 애플리케이션답게 정교한 객체 모델링을 할수록 패러다임의 불일치 문제가 더 커진다.
JPA는 패러다임의 불일치 문제를 해결해주고 정교한 객체 모델링을 유지하게 도와준다.

JPA란 무엇인가

지금까지 아래 내용을 살펴보았다.
- SQL을 직접 다룰때 발생하는 문제
- 패러다임의 불일치
- JPA가 각 문제를 해결하는 방법 (기능적 내용)
이제부턴 JPA가 무엇인지 구체적으로 알아보자.

ORM이란

ORM: Object-Relational Mapping
객체와 관계형 데이터베이스를 매핑한다는 뜻이다.
ORM 프레임워크는 객체와 데이블을 매핑해서 패러다임의 불일치 문제를 개발자 대신 해결해준다.
ORM 프레임워크 구현체 종류
- Hibernate (대표적)
- EclipseLink
- DataNucleus

JPA란

JPA는 자바 진영의 ORM 기술 표준이다.
JPA는 다음과 같이 작동한다.
JPA는 하이버네이트를 기반으로 만들어진 “자바 ORM 기술 표준” 이다.
- 즉 JPA는 인터페이스 역할을 하고, ‘Hibernate’나 ‘EclipseLink’나 ‘DataNucleus’가 JPA 구현체이다.
따라서, JPA를 사용하려면 JPA를 구현한 ORM 프레임워크 (‘Hibernate’, ‘EclipseLink’, ‘DataNucleus’)를 선택해야한다.
JPA 표준은 일반적이고 공통적인 기능의 모음이다.
따라서, 표준을 먼저 이해하고 JPA구현체가 제공하는 고유의 기능을 알아가면 된다.

JPA를 사용하는 이유

생산성
- JPA를 사용하면 자바 컬렉션에 객체를 저장하듯이 JPA에게 저장할 객체를 전달하면 된다.
- 따라서, 상당히 편리하게 개발할 수 있다.
유지보수
- JPA를 사용하면 복잡한 과정(SQL작성, JDBC 관련 코드 등)을 JPA가 알아서 처리해준다.
- 따라서, 유지보수해야 하는 코드의 수가 줄어든다.
패러다임의 불일치 해결
- JPA가 패러다임의 불일치 문제를 해결해준다.
성능
- JPA는 애플리케이션과 데이터베이스 사이에서 다양한 성능 최적화 기회를 제공한다.
데이터 접근 추상화와 벤더 독립성
- JPA는 애플리케이션과 데이버테이스 사이에 추상화된 데이터 접근 계층을 제공해서 애플리케이션이 특정 DB 기술에 종속되지 않도록 한다.
- 예시
  - 로컬 개발 환경 = H2
  - 상용 환경 = MySQL
벤더: MySQL, Oracle, MSSQL 등과 같은 DB 종류
표준
- 표준을 사용하면 다른 구현 기술로 손쉽게 변경할 수 있다.

김영한, 『자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍』, 에이콘

본 게시글은 위 교재를 기반으로 정리한 글입니다.