Hibernate, JPA, Spring Data JPA

JPA (Java Persistence API)

Java 어플리케이션에서 관계형 데이터베이스를 사용하는 방식을 정의한 인터페이스

개념

• 자바 플랫폼에서 ORM을 정의하는 표준 명세

• 자바 객체와 데이터베이스 간 매핑을 정의하는 표준 제공

  • 어노테이션 기반 매핑

특징

• JPA는 특정 기능을 하는 라이브러리가 아닌 인터페이스

  • 단순 명세로 구현이 없음

  • 다양한 ORM프레임워크에서 구현할 수 있는 공통API 제공

  • JPA 정의 패키지 javax.persistence는 interface, enum, Exception, Annotation으로 이뤄짐

• 영속성 컨텍스트 제공

사용 이유

• 관계형 데이터베이스와 객체의 패러다임 불일치 문제 해결

  • SQL에 종속적인 개발이 아닌 객체지향적인 코드 작성 가능

• 생산성

  • 간단한 CRUD 알아서 다 짜주기에 SQL작성 시 많은 시간투자X

  • 반복적인 SQL을 만드는 단순 반복작업X

• 유지보수

  • 필드 추가 시 JPA가 자동으로 SQL처리

• 성능

  • 1차 캐시와 동일성 보장

    • 같은 트랜잭션안에서는 같은 엔티티를 반환하기 때문에 DB와의 통신 횟수를 줄일 수 있음

  • 트랜잭션을 지원하는 쓰기지연

    • 트랜잭션을 commit 하기 전까지 INSERT SQL을 메모리에 쌓고 한번에 DB로 SQL 전송

  • 지연 로딩, 즉시 로딩

• 데이터 접근 추상화와 벤더 독립성

  • 인터페이스로 추상화된 데이터 접근을 제공하기에, DB변경시 JPA에게 알려 종속성 해결 가능

➕ 패러다임 불일치 해결

■ 상속

• 문제

  • 객체 지향 프로그래밍: 클래스 상속이 일반적

  • 관계형 데이터베이스: 상속 개념 없음

• 해결

  • JPA는 상속 전략 제공으로 객체 상속 구조를 테이블에 매핑

    • 상속전략 : 단일 테이블 전략, 조인 전략, 테이블당 클래스 전략

■ 연관관계

• 문제

  • 객체 지향 프로그래밍: 객체 간의 참조로 연관관계 표현

  • 관계형 데이터베이스: 외래 키로 연관관계 표현

• 해결

  • JPA는 애노테이션을 사용하여 객체 간의 연관관계를 데이터베이스 테이블의 외래 키와 매핑

    • 어노테이션: @OneToOne, @OneToMany, @ManyToOne, @ManyToMany

■ 그래프 탐색

• 문제

  • 객체 지향 프로그래밍: 객체 그래프 탐색이 쉬움

  • 관계형 데이터베이스: 조인 쿼리를 사용해야 함

• 해결

  • JPA는 지연 로딩(Lazy Loading)과 즉시 로딩(Eager Loading)을 통해 객체 그래프 탐색을 효율적으로 처리

  • 연관된 객체를 사용하는 시점에 적절한 쿼리를 실행하여 연관된 객체 조회 가능

■ 비교

• 문제

  • 객체의 동일성: 객체는 동일성 비교(==)와 동등성 비교(equals())가 존재

  • 데이터베이스의 동일성: 기본 키 값이 동일한지로 판단

  • JDBC를 사용하여 같은 키값 두 번 조회 시, new 연산자로 새로운 인스턴스가 생성되어 반환되기에 동일성 비교 실패

• 해결

  • 엔티티 식별자 정의

  • 1차 캐시

    • 1차 캐시를 사용하여 동일한 식별자를 가진 엔티티가 항상 동일한 객체로 반환되도록 보장

  • 동일 트랜잭션에서 같은 행 조회 시 동일한 객체 반환하는 것을 보장

Hibernate

JPA라는 명세의 구현체로, 인터페이스를 직접 구현한 라이브러리

개념

• 자바언어를 위한 ORM 프레임워크로, 자바 애플리케이션에서 데이터베이스 연동을 쉽게 처리할 수 있도록 도움

• JPA의 구현체로 JPA 인터페이스를 구현하며, 내부적으로 JDBC API 사용

특징

• JPA의 구현체 중 하나

  • Hibernate이외의 다른 JPA구현체 사용가능

  • EX) EclipseLink, OpenJPA

• HQL (Hibernate Query Language)

  • 데이터베이스 독립적인 쿼리 언어

  • SQL과 유사하지만 테이블 대신 객체를 대상으로 쿼리를 작성

• 자동화된 데이터베이스 연동

JPA의 구현체로 지연로딩, 캐시지원과 같이 JPA의 특징을 가짐

JPA와 Hibernate의 상속 및 구현 관계

JPA	Hibernate
EntityManagerFactory	SessionFactory
EntityManager	Session
EntityTransaction	Transaction

• SessionFactory

  • 애플리케이션 당 하나만 생성되는 객체

  • 데이터베이스와의 연결을 설정하고 Session 생성

• Session

  • 데이터베이스 작업을 수행하는 객체

  • 엔티티 저장, 수정, 삭제, 조회 시 사용

  • 짧은 시간 동안 유지되며 사용 후에는 닫아야 함

• Transaction

  • 데이터베이스 작업의 원자성을 보장하는 객체

  • 작업 단위를 정의하고 커밋 또는 롤백 가능

• Entity

  • 데이터베이스 테이블에 매핑되는 자바 클래스

  • 클래스의 필드와 데이터베이스의 컬럼 간의 매핑을 설정

Spring Data JPA

Spring에서 제공하는, JPA를 쓰기 편하게 만들어 놓은 모듈

개념

• Spring에서 제공하는 모듈로 JPA 위에 추가적인 기능 제공

  • JPA 기반 애플리케이션 개발을 보다 간편하게 만드는 라이브러리/프레임워크

• JPA의 구현체 위에 동작하며, 복잡한 데이터 접근 로직을 단순화하고 자동화 함

특징

• Repository 인터페이스 제공을 통해 이뤄짐

  • JPA를 한 단계 추상화 시킨 인터페이스

  • JPA의 EntityManager와 직접 상호작용하지 않고도 데이터 접근 가능

  • 동작

    1. JpaRepository<> 인터페이스 상속

    2. Spring Data JPA가 구현 클래스를 대신 만듦(프록시 기술 사용)

    3. 만든 구현 클래스의 인스턴스를 만들어 스프링 빈으로 등록

• 쿼리 메서드 기능

  • 인터페이스에 메서드만 적어두면, 메서드 이름을 분석해서 JPQL 쿼리를 자동으로 만들고 실행하는 기능 제공

• JPQL 직접 사용도 가능

  • 쿼리 메서드 기능 대신 직접 JPQL 사용하고 싶을 시, @Query로 JPQL 작성

  • 이때 매서드 이름으로 실행되는 규칙은 무시 됨

• 쉬운 페이징과 정렬 처리 기능 제공

➕ JPQL과 QueryDSL

JPQL (Java Persistence Query Language)

• 개념

  • JPA의 쿼리언어로 객체지향 쿼리 언어

• 특징

  • 객체 중심

    • 데이터베이스 테이블이 아닌 엔티티 객체를 대상으로 쿼리 수행

  • 표준화

    • JPA 표준에 포함되어 있어, 특정 JPA 구현체에 종속되지 않음

  • 유연성

    • 다양한 조건, 정렬, 집계 등 지원

    • 네이티브 SQL과 통합 가능

• 예시

  // 모든 사용자를 조회하는 JPQL 쿼리
  String jpql = "SELECT u FROM User u";
  List<User> users = entityManager.createQuery(jpql, User.class).getResultList();

QueryDSL

• 개념

  • 타입 안전한 쿼리를 작성할 수 있게 해주는 Java 라이브러리

  • 타입 세이프한 SQL쿼리 형태를 자바 코드로 작성할 수 있게해주는 프레임워크

• 특징

  • 타입 안정성

    • 쿼리 작성 시 타입 안전성을 보장하여 컴파일 시점에 오류 검출

  • 가독성

    • 메서드 체이닝을 통해 가독성이 높은 쿼리 작성 가능

  • 자동 완성

    • IDE에서 자동 완성을 지원하여 개발 생산성 높임

  • SQL, JPA, MongoDB, Elasticsearch 등 다양한 데이터 소스에 대한 쿼리 지원

  • 문자가 아닌 코드로 작성

  • 동적 쿼리 편하게 작성 가능

• 예시

  // QueryDSL을 사용하여 모든 사용자를 조회하는 쿼리
  JPAQueryFactory queryFactory = new JPAQueryFactory(entityManager);
  QUser user = QUser.user;
  List<User> users = queryFactory.selectFrom(user).fetch();

요약

	JPA	Hibernate	Spring Data JPA
개념	자바 플랫폼의 ORM 표준 명세	자바 기반의 ORM 프레임워크	JPA를 쉽게 사용하도록 도와주는 Spring의 하위 모듈
주요 기능	표준화된 ORM 명세, JPQL, 표준 API	HQL, 캐시, 자동 테이블 생성 등	Repository 패턴, 메서드 이름 기반 쿼리 생성, 페이징 및 정렬
설정 방법	애노테이션	XML, 애노테이션	애노테이션, 인터페이스 기반
사용 방식	표준 JPA API 사용 (EntityManager 등)	Hibernate API 사용 (Session, Transaction 등)	Spring Data JPA 인터페이스 사용 (JpaRepository)
구현체	Hibernate, EclipseLink, OpenJPA 등	-	Hibernate 등 JPA 구현체 위에서 동작

Ref

JPA, Hibernate, 그리고 Spring Data JPA의 차이점 [JPA] JPA란 ? 그리고 Spring Data JPA