[JPA] JPA와 영속성 관리에 대해

* 해당 글은 김영한 강사님의 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편을 보고 간단하게 정리한 글입니다.(자세한 내용은 강의가 최곱니다. 강의 사세요)

 

자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편 강의 - 인프런

 

JPA의 역할과 탄생 배경

 

 

 

🔶 JPA의 역할

JPA는 개발자 대신 SQL문을 작성해준다.

 

 

 

 

🔶 JPA를 실무에서 사용할 때 우리가 제대로 못사용하는 이유

 

1️⃣ 객체와 테이블을 올바르게 매핑하고 설계하는 방법을 몰라서

 

2️⃣ JPA 내부 동작 방식을 이해하지 못해서

 

 

 

 

 

JPA의 탄생 배경

 

 

 

지금 시대는 객체를 관계형 DB에 관리 한다. 그런데 이 객체를 관계형 DB에 넣으려면 수많은 SQL문을 작성하곤 한다. 이러한 문제는 객체와 관계형 DB간의 패러다임의 불일치로 유발된다.

 

상속 시 조회할때는 JOIN SQL을 매번 작성해야 할 뿐더러, 객체도 계속 생성해주어야 한다. 연관관계에 따라 객체 그래프를 탐색할 때도 초기에 SQL로 JOIN한 것에 따라 탐색 범위가 달라진다. 이는 객체 그래프에 대한 신뢰성 문제로도 이어질 수 있다. 또한 비교할때도 매번 다른 객체를 만들어내서 같은 값을 가지더라도 == 연산이 제대로 이루어지지 않는다.

 

즉, "SQL 중심 개발의 문제"가 JPA 탄생 배경에 한 몫을 한 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

JPA와 JPA를 사용하면 좋은 점

 

 

 

 

JPA란?

 

 

JPA는 Java Persistence API로 애플리케이션과 JDBC 사이에서 동작하는 ORM의 일종이다. ORM이라 함은 객체와 관계형 DB 사이를 연결해주는 것이라 생각할 수 있는데, JPA는 Entity를 알아서 분석하고 JDBC API를 사용하여 SQL을 생성해 DB와 연결시켜준다.

 

 

 

 

🔶 JPA의 등장 이전 사용하던 것들

EJB ➡️ 하이버네이트(오픈 소스) ➡️ JPA(표준명세)

 

 

EJB가 너무 어려운 나머지 화난 개발자분이 오픈 소스로 쉽게 만든 것이 하이버네이트이다. 근데 하이버네이트가 생각보다 훨씬 좋자, 표준 명세로 굳어진 것이 바로 JPA이다.

 

 

 

 

 

 

 

왜 JPA인가?

 

1️⃣ SQL 중심적인 개발에서 객체 중심으로 개발할 수 있다.

 

2️⃣ 생산성이 좋다.

 

3️⃣ 유지보수가 쉽다.

 

4️⃣ 패러다임의 불일치를 해결할 수 있다.

 

5️⃣ 성능 향상할 수 있다.(1차 캐시와 동일성 보장, 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지원, 지연 로딩과 즉시 로딩)

 

 

📝 데이터 베이스 방언

JPA는 특정 데이터베이스에 종속되지 않는다. 

각각의 데이터베이스가 제공하는 SQL 문법과 함수는 조금씩 다르다.
이때, 데이터베이스에서 말하는 방언은 SQL 표준을 지키지 않는 특정 데이터 베이스만의 고유한 기능을 말한다.
 
즉, JPA에게 어떠한 방언을 사용할 지 알려주면 그에 맞추어서 어떤 데이터베이스를 사용할 지 알아서 결정한다. 
하이버네이트는 40가지 이상의 방언을 제공하고 있다.
 
javax는 표준을 지키는 것이고, hibernate가 있는 것은 전용 옵션이라 다른 구현 라이브러리에서는 되지는 않는다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JPA는 어떻게 동작하는가?

 

 

import javax.persistence.EntityManager;
import javax.persistence.EntityManagerFactory;
import javax.persistence.EntityTransaction;
import javax.persistence.Persistence;

public class JpaMain {
    public static void main(String[] args) {
        EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("hello");

        EntityManager em = emf.createEntityManager();

        EntityTransaction tx = em.getTransaction();
        
        try {
            Member findMember = em.find(Member.class, 1L);
            findMember.setName("HelloJPA");

            tx.commit();
        } catch (Exception e) {
            tx.rollback();
        } finally {
            em.close();
        }

        emf.close();
    }
}

 

 

1️⃣ 먼저 JPA가 구동될때, META-INF/persistence.xml에 입력된 설정 정보에 따라 기본 셋팅이 설정된다.

 

2️⃣ EntityManagerFactory를 생성한다.

 

3️⃣ EntityManagerFactory에서 EntityManager를 생성한다.

 

4️⃣ EntityManager에서는 EntityTransaction을 만들 수 있고, JPA의 모든 데이터 변경은 해당 트랜잭션 안에서 수행된다.

 

 

 

주의할 점은 엔티티 매니저는 쓰레드 간에 공유하지 않기 때문에 사용한 후에는 버려야한다.

 

 

 

 

 

 

영속성 컨텍스트

 

 

🔲 "엔티티를 영구 저장하는 환경" 이라는 뜻이다.

 

🔲 EntityManager.persist(entity) 를 통해 영속성 컨텍스트안에 저장할 수 있다.

 

🔲 논리적인 개념이며, 눈에 보이지 않는다. 엔티티 매니저를 통해 영속성 컨텍스트에 접근할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

엔티티의 생명주기

 

🔲 비영속(new/transient)

영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 새로운 상태이다.

 

🔲 영속(managed)

영속성 컨텍스트에 관리되는 상태이다.

 

🔲 준영속(detached)

영속성 컨텍스트에 저장되었다가 분리된 상태이다.

 

🔲 삭제(removed)

삭제된 상태이다.

 

 

 

비영속 상태

Member member = new Member();
member.setId(100L);
member.setName("HelloJPA");

 

 

영속

em.persist(memeber);

 

 

준영속 상태

em.detach(member);

 

 

삭제

em.remove(member);

 

 

 

 

 

 

영속성 컨텍스트의 이점

 

 

🔶 엔티티 조회(1차 캐시)

 

em.persist()를 통해 영속화하게 되면 기본적으로 1차 캐시에 해당 Entity의 상태가 저장된다. 따라서 1차 캐시에 저장된 상태에서 em.find()명령을 수행하게 되면 DB를 조회할 필요없이 바로 값을 찾을 수 있다.

 

 

비즈니스가 복잡하면 어느정도 도움이되나, 여러 명의 고객이 사용하는 때는 처리하지 못해 큰 이점은 없다고 본다.

 

 

 

 

 

🔶 영속 엔티티의 동일성 보장

Member a = em.find(Member.class, "member1");
Member b = em.find(Member.class, "member1");

System.out.println(a == b); // 동일성 비교 true

 

 

둘다 1차캐시에서 가져온 값이므로 동일한 객체를 가리킨다.

 

 

 

 

🔶 엔티티 등록, 트랜잭션을 지원하는 쓰기 지연

 

 

EntityManager em = emf.createEntityManager();
EntityTransaction transaction = em.getTransaction();

transaction.begin();

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);

transaction.commit();

 

 

em.persist()를 수행하면 영속화되어 영속성 컨텍스트에 들어간다고 하였다. 이때, 동시에 쓰기 지연 SQL 저장소에 INSERT SQL문이 동시에 만들어진다.

 

 

그리고 transaction.commit()를 하게되면 그때서야 쌓여있던 SQL문이 한번에 DB로 전송되어 수행된다.

 

 

 

hibernate에 batch size라는 속성이 있다. 마치 버퍼링 같은 기능인데, 얼마나 한번에 모아서 보낼지 정하는 기능도 있다.

 

 

 

 

 

 

🔶 엔티티 수정, 변경 감지

 

 

Member member = em.find(Member.class, 150L);
member.setName("ZZZZZ");
tx.commit();

 

수정에 있어서는 persist()를 하지않는다. 그저 자바 컬렉션 다루듯이 값만 바꾸어주면 끝인 것이다. 이게 가능한 이유는 JPA의 변경 감지(Dirty Checking)이라는 기능 때문이다.

 

 

 

1차 캐시 안에는 Id 값과 Entity, 그리고 최초 상태를 집어넣은 스냅샷을 가지고 있다.

 

 

이때, memberA라는 값을 변경하게 되면(flush 호출 시) 스냅샷과 엔티티를 비교한다. 만약 Entity와 스냅샷이 다르다면, UPDATE SQL을 쓰기 지연 SQL 저장소에 넣게 된다. 그래서 굳이 우리가 persist를 하지 않더라도 알아서 변경을 감지하고 SQL문을 작성해줄 수 있다.

 

 

엔티티의 삭제도 마찬가지로 작동된다.

 

 

Member memberA = em.find(Member.class, "memberA");

em.remove(memberA);

 

 

 

 

 

 

 

플러시(flush)

 

 

🔲 영속성 컨텍스트의 내용을 데이터베이스에 반영하는 것

 

 

 

 

 

플러시(flush)는 언제 발생하는가?

 

🔲 변경 감지(Dirty Checking)

 

🔲 수정된 엔티티 쓰기 지연 SQL 저장소에 등록

 

🔲 쓰기 지연 SQL 저장소의 쿼리를 데이터베이스에 전송

 

 

 

 

 

영속성 컨텍스트에 플러시하는 방법

 

 

🔲 직접 호출 : em.flush()

 

🔲 자동 호출 : 트랜잭션 커밋, JPQL 쿼리 실행 시

 

 

 

 

🤔 flush를 하게 되면 1차 캐시도 수정되는가?

아니다. 1차 캐시는 수정되지 않는다.

 

 

 

🤔 JPQL 실행 시 자동으로 플러시가 호출되는 이유

em.persist(memberA);
em.persist(memberB);
em.persist(memberC);

query = em.createQuery("select m from Member m", Member.class);
List<Member> members = query.getResultList();

em.persist()시에는 실제로 쿼리가 날라기지는 않는다는 것을 기억하자.
그렇기 때문에 멤버를 JPQL로 가져와도 Insert 되지 않아서 가져와지지 않는다.

 

이를 방지하고자 JPQL 쿼리 실행 시 플러시가 자동으로 호출하여 DB에 미리 반영하는 것이다.

 

 

 

 

 

 

준영속 상태(detached)

 

 

영속 상태의 엔티티가 영속성 컨텍스트에서 분리되는 상태이다. 그래서 영속성 컨텍스트가 제공하는 기능을 이용할 수 없다.

 

 

 

 

🔲 em.detach(entity)

특정 엔티티만 준영속 상태로 전환한다.

 

🔲 em.clear()

영속성 컨텍스트를 완전히 초기화한다.

 

🔲 em.close()

영속성 커텍스트를 종료한다. 완전히 1차캐시를 통으로 비운다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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