TIL Spring #2-4

JPA

Entity

영속성 컨텍스트

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1. JPA란 무엇인가?

: 예를 들어 이전 프로젝트에서(ORM이 없는 환경) 어떤 컬럼 하나를 추가했을 때 그에 따른 추가적인 SQL 수정이 무수히 많아진다. 이로 인해 비지니스 로직 개발보다 SQL 작성 및 수정에 더 많은 시간을 할애했다. 

 

그래서 ORM 이 등장하게 되었다. Object Relational Mapping의 줄임말로 자바 클래스와 DB data 를 mapping 하는 번거로운 작업을 ORM이 자동으로 처리해준다. (직접 DB를 다루지 않아도 됨~)

 

# JPA는 ORM 기술에 대한 표준 명세

- 그리고 JPA를 구현한 프레임워크 중 가장 많이 쓰이는 것이 '하이버네이트' 이다! (자주 등장 예정)

JPA 동작 방식

 

 

2. Entity란 무엇일까?

: JPA에 의해 관리되는 클래스 즉 객체이다.

-Entity클래스는 DB 테이블과 매핑되어 JPA에 의해 관리된다.

 

#프로젝트 설정 추가

src main resources META-INF persistence.xml

build.gradle에 JPA, MySQL 추가 / 데이터베이스 생성 후 연결 필요.

 

- EntityTest

import jakarta.persistence.EntityManager;
import jakarta.persistence.EntityManagerFactory;
import jakarta.persistence.Persistence;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

public class EntityTest {

    EntityManagerFactory emf;
    EntityManager em;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        emf = Persistence.createEntityManagerFactory("memo");
        em = emf.createEntityManager();
    }

    @Test
    void test1() {

    }
}

 

-> 실행 후 Hibernate에서 create table memo / 직접 생성하는 것이 아닌 JPA에서 @Entity정보를 읽고 만들어준다.

 

- Entity 클래스 만들기

@Entity // JPA가 관리할 수 있는 Entity 클래스 지정
@Table(name = "memo") // 매핑할 테이블의 이름을 지정
public class Memo {
    @Id
    private Long id;

    // nullable: null 허용 여부
    // unique: 중복 허용 여부 (false 일때 중복 허용)
    @Column(name = "username", nullable = false, unique = true)
    private String username;

    // length: 컬럼 길이 지정
    @Column(name = "contents", nullable = false, length = 500)
    private String contents;
}

 

@Entity: 해당 애너테이션으로 JPA가 관리할 수 있는 Entity 클래스로 지정할 수 있다.

@Table(name="memo"): 매핑할 테이블을 지정해준다.

 

- @GeneratedValue 옵션

@Entity // JPA가 관리할 수 있는 Entity 클래스 지정
@Table(name = "memo") // 매핑할 테이블의 이름을 지정
public class Memo {
    @Id
		@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    // nullable: null 허용 여부
    // unique: 중복 허용 여부 (false 일때 중복 허용)
    @Column(name = "username", nullable = false, unique = true)
    private String username;

    // length: 컬럼 길이 지정
    @Column(name = "contents", nullable = false, length = 500)
    private String contents;
}

 

@Id 식별자역할  (PK)

@GeneratedValue -> AUTO_INCREMENT 자동으로 해준다.

 - 다시 run 해서 만들어진 테이블 확인해보면 id auto_increment 되어 있는 걸 확인할 수 있다.

 - 해당 옵션을 추가해주면 직접 id값을 넣어주지 않아도 자동으로 순서에 맞게 기본 키가 추가된다.

 

 

3. 영속성 컨텍스트란 무엇일까? 

- Entity객체를 효율적으로 쉽게 관리하기 위해 만들어진 공간이다.

SQL을 직접 작성하지 않아도 JPA를 사용하여 DB에 데이터를 저장하거나 조회할 수 있으며 수정, 삭제 또한 가능하다.

이런 일련의 과정을 효율적으로 처리하기 위해 JPA는 영속성 컨텍스트에 Entity 객체들을 저장하여 관리하며  DB와 소통한다.

 

- Entity Manager

 - Entity를 관리하는 관리자이다. 영속성 컨텍스트에 접근하여 Entity 객체들을 조작하기 위해 필요하다.

 - EntityManagerFactory를 통해 생성하여 사용할 수 있다.

 

- EntityManagerFactory

- 일반적으로 DB 하나에 하나만 생성되어 애플리케이션이 동작하는 동안 사용된다.

- 이를 만들기 위해서는 DB에 대한 정보를 전달해야 하며 /resources/META-INF/ 위치에 persistence.xml 파일을 만들어 정보를 저장하면 된다.

EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("memo");
//해당 코드로 JPA는 persistence.xml의 정보를 토대로 emf를 생성
EntityManager em = emf.createEntityManager();
//emf를 사용하여 em를 생성

 

 

 # 트랜잭션이란?

- 트랜잭션은 DB 데이터들의 무결성과 정합성을 유지하기 위한 하나의 논리적 개념이다. (쉽게 말해 DB 데이터를 안전하게 관리하기 위함)

- 가장 큰 특징은 여러 SQL이 하나의 트랜잭션에 포함될 수 있는 점이다.

- 모든 SQL이 성공적으로 수행되면 DB에 영구적으로 반영되나 SQL 중 하나라도 실패하면 모든 변경을 되돌린다.

 

*트랜잭션 확인하기 (MySQL)

START TRANSACTION; # 트랜잭션을 시작합니다.

INSERT INTO memo (id, username, contents) VALUES (1, 'Robbie', 'Robbie Memo');
INSERT INTO memo (id, username, contents) VALUES (2, 'Robbert', 'Robbert Memo');
SELECT * FROM memo;

COMMIT; # 트랜잭션을 커밋합니다.

SELECT * FROM memo;

 

모든 쿼리가 잘 수행되면 영구적으로 변경사항을 반영하게 된다.

 

JPA의 트랜잭션

영속성 컨텍스트를 entity 객체를 저장했다고 해서 DB에 바로 반영되지는 않는다.

위에서 DB의 트랜잭션처럼 JPA에서도 영속성 컨텍스트로 관리하고 있는 변경이 발생한 Entity 객체의 정보를 쓰기 지연 저장소에 전부 갖고 있다가 마지막에 SQL을 한번에 DB에 요청해 변경을 반영한다.

 

*EntityTransaction 성공 테스트

@Test
@DisplayName("EntityTransaction 성공 테스트")
void test1() {
    EntityTransaction et = em.getTransaction(); // EntityManager 에서 EntityTransaction 을 가져옵니다.

    et.begin(); // 트랜잭션을 시작합니다.

    try { // DB 작업을 수행합니다.

        Memo memo = new Memo(); // 저장할 Entity 객체를 생성합니다.
        memo.setId(1L); // 식별자 값을 넣어줍니다.
        memo.setUsername("Robbie");
        memo.setContents("영속성 컨텍스트와 트랜잭션 이해하기");

        em.persist(memo); // EntityManager 사용하여 memo 객체를 영속성 컨텍스트에 저장합니다.

        et.commit(); // 오류가 발생하지 않고 정상적으로 수행되었다면 commit 을 호출합니다.
        // commit 이 호출되면서 DB 에 수행한 DB 작업들이 반영됩니다.
    } catch (Exception ex) {
        ex.printStackTrace();
        et.rollback(); // DB 작업 중 오류 발생 시 rollback 을 호출합니다.
    } finally {
        em.close(); // 사용한 EntityManager 를 종료합니다.
    }

    emf.close(); // 사용한 EntityManagerFactory 를 종료합니다.
}

 

- @Entity클래스에서 Setter 사용시 주의사항:

Setter는 이미 생성이 된 객체의 데이터를 수정할 수 있는 방법이다.

Entity는 DB와 매핑이 되는 것이라 고민하고 필요한 부분에만 사용해야 한다. (만약 setter의 데이터를 변경해 db에 반영되면 안된다.)

 

영속성 컨택스트의 기능

# 1차 캐시

- 영속성 컨택스트는 내부적으로 캐시를 갖고 있다. 우리가 저장하는 Entity 객체가 1차 캐시(캐시저장소)에 저장된다.

- 캐시저장소는 이렇게 Map 자료구조 형태로 되어있다. 

- key에는@Id로 매핑한 기본 키 즉, 식별자 값을 저장한다. value에는 해당 Entity클래스의 객체를 저장한다.

- 영속성 컨텍스트는 캐시 저장소 key에 저장한 식별자값을 사용하여 Entity 객체를 구분하고 관리한다.

 

1차 캐시 기능으로 DB조회 횟수를 줄여주며 DB row 하나당 객체 1개가 사용되는 것을 보장한다.(객체 동일성 보장)

 

#쓰기 지연 저장소

JPA 가 트랜잭션처럼 SQL을 모아 DB에 한번에 반영한다고 했다. 

이를 구현하기 위해 쓰기지연저장소를 만들어 SQL을 모아두고 있다가 트랜잭션 commit 후에 DB에 반영한다.

 

+flush()

- 트랜잭션 commit 후 쓰기 지연 저장소의 SQL이 한번에 요청된다.

- commit후에 추가적인 동작이 하나 있다. em.flush() 메서드의 호출이다.

해당 메서드는 영속성 컨텍스트의 변경내용을 DB에 반영하는 역할을 수행한다. (쓰기 지연 저장소의 SQL을 DB에 요청하는 역할을 수행.)

 

# Insert, Delete, Update 등 데이터 변경 SQL을 DB에 요청하기 위해서는 트랜잭션 환경에 있어야한다. 아님 오류 발생함. 

 

- JPA에서 Update를 처리하는 방법.

loaded state : 최초 상태와 현재 상태를 비교하고 변경이 있다면 Update SQL을 생성하여 쓰기 지연 저장소에 저장 후 DB를 요청한다.

(변경을 원하면 우선 조회)

 

Entity의 상태

- 비영속

• 비영속 상태에서는 JPA에 의해 관리되지 않기 때문에 해당 객체의 데이터를 변경해도 변경 감지가 이루어지지 않는다.

Memo memo = new Memo(); // 비영속 상태
memo.setId(1L);
memo.setUsername("Robbie");
memo.setContents("비영속과 영속 상태");

 

- 영속 상태

em.persist(memo);

 

해당 메서드를 통해 영속성 컨텍스트에 저장되었고 이제 JPA에 의해 관리되는 영속상태의 entity가 되었다.