[5장] '스프링 부트3 백엔드 개발자 되기' -자바 편- 스터디

🔍 데이터베이스 관리자, DBMS

데이터베이스를 관리하기 위한 소프트웨어 DBMS(database management system)!

데이터베이스는 많은 사람들의 공유로 동시 접근 할 수 있어야 합니다.

DBMS는 이런 요구사항을 만족하면서도 효율적으로 관리하고 운영합니다.

대표적으로 MySQL, Oracle이 있습니다.

 

✔ 관계형 DBMS (relational DBMS : RDBMS)

관계형 모델을 기반으로 하는 DBMS!

테이블 형태로 이루어진 데이터 저장소입니다.

(이 책은 개발시 H2, 실제 서비스에서는 MySQL 사용할 예정입니다.)

H2 : 자바로 작성되어 있는 RDBMS. 스프링 부트가 지원하는 인메모리 관계형 데이터베이스입니다.

데이터를 다른 공간에 따로 보관하는 것이 아니라 애플리케이션 자체 내부에 데이터를 저장하는 것입니다.

 

🔍 데이터베이스 용어 정리

✔ 테이블

데이터를 구성하기 위한 가장 기본적인 단위

행과 열로 구성되어 있다

행은 여러 속성으로 구성된다.

 

✔ 행 또는 레코드

테이블의 구성 요소 중 하나

테이블의 가로로 배열된 데이터의 집합

행은 반드시 고유한 식별자인 기본 키를 가집니다.

행을 레코드(record)라고 부르기도 함

 

✔ 열

테이블의 구성 요소 중 하나

행에 저장되는 유형의 데이터

각 요소에 대한 속성을 나타내며 무결성을 보장합니다.

 

✔ 기본키

primary key는 행을 구분할 수 있는 식별자입니다.

이 값은 테이블에서 유일해야 하며 중복 값을 가질 수 없습니다.

보통 데이터 수정, 삭제, 조회할 때 사용

다른 테이블과 관게를 맺어 데이터를 가져올 수도 있습니다.

이 키는 수정되서는 안되며, 유효한 값으로, Null이 될 수 없습니다.

 

✔ 쿼리

데이터베이스에서 데이터를 조회, 삭제, 생성, 수정같은 처리를 하기 위해 사용하는 명령문

데이터베이스 전용 언어로 SQL이 있습니다.

 

🔍 ORM 이란?

object-relational mapping의 약자

자바의 객체와 데이터베이스를 연결하는 프로그래밍 기법

데이터베이스의 값을 마치 객체처럼 사용할 수 있습니다.

SQL을 전혀 몰라도 자바 언어로만 데이터베이스에 접근해서 원하는 데이터를 받아올 수 있습니다.

즉, 객체와 데이터베이스를 연결해 자바 언어로만 데이터베이스를 다룰 수 있게 도와주는 도구입니다.

 

✔ 장점

1. SQL을 직접 작성하지 않고 사용하는 언어로 데이터베이스에 접근할 수 있습니다.

2. 객체지향적으로 코드를 작성할 수 있기 때문에 비즈니스 로직에만 집중할 수 있습니다.

3. 데이터베이스 시스템이 추상화되어 있기 때문에 MySQL -> PostgreSQL으로 전환한다고 해도 추가로 드는 작업이 거의 없다. 즉, 데이터베이스 시스템에 대한 종속성이 줄어듭니다.

4. 매핑하는 정보가 명확함으로 ERD에 대한 의존도를 낮출 수 있고 유지보수할 때 유리합니다.

 

✔ 단점

1. 프로젝트의 복잡성이 커질수록 사용 난이도 증가

2. 복잡하고 무거운 쿼리는 ORM으로 해결이 불가능한 경우가 있습니다.

 

🔍 JPA와 하이버네이트

자바에서는 JPA, 즉 관계형 데이터베이스를 사용하는 방식을 정의한 인터페이스를 표준으로 사용합니다.

인터페이스이므로 실제 사용을 위해서는 ORM 프레임워클르 추가로 선택해야 합니다.

대표적으로 하이버네이트 (hibernate)를 많이 사용합니다.

하이버네이트는 JPA 인터페이스를 구현한 구현체이자, 자바용 ORM 프레임워크입니다.

내부적으로는 JDBC API를 사용합니다.

하이버네이트의 목표는 자바 객체를 통해 데이터베이스를 종류에 상관없이 데이터베이스를 자유자재로 사용할 수 있게 하는데에 있습니다.

 

-> 정리

JPA(Java Persistence API) : 자바 객체와 데이터베이스를 연결해 데이터 관리. 객체 지향 도메인 모델과 데이터베이스의 다리 역할

하이버네이트(hibernate) : JPA 인터페이스 구현. 내부적으로는 JDBC API 사용

 

🔍 엔티티 매니저란?

✔ 엔티티

데이터베이스의 테이블과 매핑되는 객체.

일반 객체와 다르지 않으나, 데이터베이스의 테이블과 직접 연결된다는 특징으로 구분됨.

즉, 엔티티는 객체이지만 데이터베이스에 영향을 미치는 쿼리를 실행하는 객체이다.

 

✔ 엔티티 매니저

엔티티를 관리해 데이터베이스와 어플리케이션 사이에서 객체를 생성, 수정, 삭제하는 등의 역할

엔티티 매니저를 만드는 곳을 엔티티 매니저 팩토리 entity manager factory라고 하고 한다.

스프링 부트 내부에서는 엔티티 매니저 팩토리르 하나만 생성해서 관리하고 

@PersistenceContext 또는 @Autowired를 사용해 엔티티 매니저를 사용함.

 

@PersistenceContext
EntitiyManager em; // 프록시 엔티티 매니저. 필요할 때 진짜 엔티티 매니저 호출

 

또한, 기본적으로 빈은 하나만 생성해서 공유하기 때무에 동시성 문제가 발생할 수 있는데 이 때문에

엔티티 매니저가 아닌 실제 엔티티 매너저와 연결하는 프록시(가짜) 엔티티 매니저를 사용함.

필요할 때 데이터베이스 트랜잭션과 관련된 실제 엔티티 매니저를 호출함.

 

🔍 영속성 컨텍스트란?

엔티티 매니저는 엔티티를 영속성 컨텍스트에 저장한다는 특징이 있음.

영속성 컨텍스트는 JPA의 중요한 특징 중 하나인, 엔티티를 관리하는 가상의 공간입니다.

이것이 있으므로 데이터베이스에서 효과적으로 데이터를 가져오고 엔티티를 편하게 사용합니다.

 

스프링부트에서는 데이터 조작을 위한 쿼리를 자바 코드로 작성하고 이를 JPA가 알아서 쿼리로 변경해주기 때문에 편리.

 

- 기본적인 특징

 

✔ 1차 캐시

캐시의 키는 엔티티의 @Id애너테이션이 달린 기본키 역할을 하는 식별자이며 값은 엔티티이다.

엔티티를 조회하면 1차 캐시에서 데이터 조회, 값이 있으면 값을 반환한다.

값이 없으면 데이터베이스에서 조회해 1차 캐시에 저장한 다음 반환한다.

이를 통해 캐시된 데이터를 조회할 때에는 데이터베이스를 거치지 않아도 되서 빠르게 데이터 조회 가능

 

✔ 쓰기 지연

transactional write-behind, 쓰기 지연은 트랜잭션을 커밋하기 전까지 데이터베이스에 실제로 질의문을 보내지 않고 쿼리를 모았다가 트랜잭션을 커밋하면 모았던 쿼리를 한번에 실행하는 것

적당한 묶음으로 쿼리를 요청할 수 있어 데이터베이스 시스템에 부담을 줄일 수 있다.

 

✔ 변경 감지

트랜잭션을 커밋하면 1차 캐시에 저장되어 있는 엔티티의 값과 현재 엔티티의 값을 비교해서 변경 된 값이 있으면 변경 사항을 감지해 변경된 값을 데이터베이스에 자동으로 반영.

쓰기 지연과 마찬가지로 적당한 묶음으로 쿼리 요청 및 데이터베이스 시스템에 부담을 줄일 수 있습니다.

 

✔ 지연 로딩

lazy loading, 지연 로딩은 쿼리로 요청한 데이터를 애플리케이션에 바로 로딩하는 것이 아니라

필요할 때 쿼리를 날려 데이터를 조회하는 것

(반대로 조회할 때 쿼리를 보내 연관된 모든 데이터를 가져오는 것을 즉시 로딩이라고 함)

 

🔍 엔티티의 상태

 

public class EntityManagerTest {
    @Autowired
    EntitiyManger em;
    
    public void example() {
    	// 1. 비영속 상태
        Member member = enw Member(1L, "홍길동");
        
        // 2. 관리 상태
        em.persist(member);
        
        // 3. 분리 상태
        em.detach(member);
        
        // 4. 삭제 상태
        em.remove(member);
    }
}

✔ 비영속 상태

엔티티를 처음 만들면 엔티티는 비영속 상태

엔티티 매니저가 엔티티를 관리하지 않은 상태를 말한다.

 

✔ 관리 상태

persist() 메서드를 사용해 이 상태로 만들 수 있다.

 

✔ 분리 상태

만약 엔티티를 영속성 컨텍스트에서 관리하고 싶지 않다면 detach()메서드를 사용해서

분리할 수 있다.

 

✔ 삭제 상태

더 이상 객체가 필요 없다면 remove() 메서드를 사용해 엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제 가능

 

🔍 스프링 데이터와 스프링 데이터 JPA

스프링 데이터 spring data는 비즈니스 로직에 더 집중 할 수 있게 데이터베이스 사용 기능을 클래스 레벨에서 추상화함.

스프링 데이터에서 제공하는 인터페이스를 통해서 스프링 데이터를 사용할 수 있다.

이 인터페이스는 CRUD를 포함한 여러 메서드가 포함되어 있고, 알아서 쿼리를 만들어 준다.

 

각 데이터베이스의 특성에 맞춰 기능을 확장해 제공하는 기술도 제공한다.

표준 스펙인 JPA는 스프링에서 구현한 스프링 데이터 JPA를,

몽고디비는 스프링 데이터 몽고디비를 사용한다.

 

🔍 스프링 데이터 JPA란?

스프링 데이터의 공통적인 기능에서 JPA의 유용한 기술이 추가된 기술.

스프링 데이터의 인터페이스인 PagingAndSortingRepository를 상속받아 JpaRepository 인터페이스를 만듦.

JPA를 더 편리하게 사용하는 메서드 제공

 

@PersistenceContext
EntityManager em;

public void join() {
    // 기존에 엔티티 상태를 바꾸는 방법(메서드 호출을 해서 상태 변경)
    Member member = new Member(1L, "홍길동");
    em.persist(member);
}

 

 

기본 CRUD 메서드를 사용하기 위한 JpaRepository 상속 예

public interface MemberRepository extends JpaRepository<Member, Long> {
}

 

🔍 스프링 데이터 JPA에서 제공하는 메서드

// 생성 Create
memberRepository.save(new Member(1L, "A"));

// 조회 Read
Optional<Member> member = memberRepository.findById(1L); // 단건 조회
List<Member> allMembers = memberRepository.findAll();    // 전체 조회

// 삭제 Delete
memberRepository.deleteById(1L);

 

1. save() : 데이터 객체 저장

    전달 인수로 엔티티 Member를 넘기면 반환값으로 저장된 엔티티 반환받을 수 있음

 

2. findById() : id를 지정해 엔티티 하나 조회 가능

    findAll() : 전체 엔티티 조회

 

3. deleteById() : id를 지정하면 해당 엔티티 삭제

    (delete()로 엔티티를 전달 인수로 넘겨 삭제 가능)

 

🔍 애너테이션 역할 정리

✔ @Entitiy : 엔티티로 지정

✔ @NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PROTECTED) // protected 제어자를 가진 기본 생성자 생성

 

✔ @Id : id 필드를 가진 기본키 지정

✔ @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY) : 자동 1씩 증가

IDENTITY = AUTO_INCREMENT와 동일

 

✔ @Column(name -= "name", nullable = false) : name이라는 not null 컬럼과 매핑