JDBC, JPA, Mybatis

Summry

Spring은 DB에 접근하기 위해 자바의 API를 사용한다. 웹 서비스에 필요한 기능들이 추상화돼서 Spring이 만들어졌듯이, DB에 접근하는 기술들도 일종의 추상화 과정을 거치며 진화해 나갔다. 이 부분을 처음 공부하는 사람 입장에서는, 비슷해 보이면서 다른 단어들 때문에 개념이 굉장히 헷갈린다. JPA를 검색했는데 뜬금없이 Hibernate에 관한 포스팅만 쏟아지기도 한다. 따라서 이해가 쉽도록 본 문서에서는 영속성, JDBC, JPA, Mybatis등 간단히 주요 단어들과 개념들을 정리한다.

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영속성(Persistence)

데이터를 생성한 프로그램이 종료되더라도 사리지지 않는 데이터의 특성을 말한다.
영속성을 갖지 않는 데이터는 단지 메모리에서만 존재하기 때문에 프로그램이 종료되면 모두 잃어버리게 된다. 때문에 파일 시스템, 관계형 데이터베이스 혹은 객체 데이터베이스 등을 활용하여 데이터를 영구적으로 저장하여 영속성을 부여한다.

Persistence Layer

프로그램의 아키텍처에서 데이터에 영속성을 부여해주는 계층을 말한다.
JDBC를 이용하여 직접 구현할 수 있지만 Persistence Framework를 이용한 개발이 많다.
계층 참고
- 프레젠테이션 계층 (Presentation layer) - UI 계층 (UI layer) 이라고도 함
- 애플리케이션 계층 (Application layer) - 서비스 계층 (Service layer) 이라고도 함
- 비즈니스 논리 계층 (Business logic layer) - 도메인 계층 (Domain layer) 이라고도 함
- 데이터 접근 계층 (Data access layer) - 영속 계층 (Persistence layer) 이라고도 함
Persistence Framework
- JDBC 프로그래밍의 복잡함이나 번거로움 없이 간단한 작업만으로 데이터베이스와 연동되는 시스템을 빠르게 개발할 수 있으며 안정적인 구동을 보장한다.
- Persistence Framework는 SQL Mapper와 ORM으로 나눌 수 있다.
  - Ex) JPA, Hibernate, Mybatis 등

SQL Mapper와 ORM

Persistence Framework는 SQL Mapper와 ORM으로 나눌 수 있다.

ORM은 데이터베이스 객체를 자바 객체로 매핑함으로써 객체 간의 관계를 바탕으로 SQL을 자동으로 생성해주지만 SQL Mapper는 SQL을 명시해줘야 한다.
ORM은 관계형 데이터베이스의 ‘관계’를 Object에 반영하자는 것이 목적이라면, SQL Mapper는 단순히 필드를 매핑시키는 것이 목적이라는 점에서 지향점의 차이가 있다.

SQL Mapper

SQL문장으로 직접 데이터베이스를 다룬다.
SQL Mapper는 SQL을 명시해 줘야 한다.
MyBatis, jdbcTemplates등

ORM

객체를 통해 간접적으로 데이터베이스를 다룬다.
객체와 관계형 데이터베이스의 데이터를 자동으로 매핑(연결)해주는 것을 말한다.
Persistence API라고도 할 수 있다.
Ex) JPA, Hibernate 등

JDBC

JDBC는 DB에 접근하고, SQL을 날릴 수 있게 해주는 자바의 표준 API다. 자바 진영에서 DB에 접근하는 기술들의 근간이 된다. DriverManager를 사용하여 각 드라이버들을 로딩, 해제한다.

모든 Persistence Framework는 내부적으로 JDBC API를 이용한다.

// JDBC를 사용한 Java Application(DAO)
public class CarDao {
    public Connection getConnection() {
        Connection con = null;
        String server = "localhost:3306"; // MySQL 서버 주소
        String database = "DB_NAME"; // MySQL DATABASE 이름
        String option = "?useSSL=false&serverTimezone=UTC";
        String userName = "USER_ID"; //  MySQL 서버 아이디
        String password = "USER_PASSWORD"; // MySQL 서버 비밀번호

        // 드라이버 로딩
        try {
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            System.err.println(" !! JDBC Driver load 오류: " + e.getMessage());
        }

        // 드라이버 연결
        try {
            con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://" + server + "/" + database + option, userName, password);
            System.out.println("정상적으로 연결되었습니다.");
        } catch (SQLException e) {
            System.err.println("연결 오류:" + e.getMessage());
        }
        return con;
    }

    // 드라이버 연결해제
    public void closeConnection(Connection con) {
        try {
            if (con != null)
                con.close();
        } catch (SQLException e) {
            System.err.println("con 오류:" + e.getMessage());
        }
    }

    // CRUD
    public void addCar(Car car) throws SQLException {
        String query = "INSERT INTO car (car_id, car_brand, car_created) VALUES (?, ?, ?)";
        PreparedStatement pstmt = getConnection().prepareStatement(query);
        pstmt.setInt(1, car.getId());
        pstmt.setString(2, car.getBrand());
        pstmt.setString(3, car.getCreated());
        pstmt.executeUpdate();
    }
}

JPA

JPA는 자바 진영 ORM의 API 표준 명세이다. ORM을 간단하게 설명하면, 직접적인 SQL 문을 사용하지 않고 자바 코드를 사용해서 DB에 접근, 조작할 수 있는 기술이다. JPA 역시 내부적으로 JDBC를 사용한다.

JPA는 ORM을 사용하기 위한 표준 인터페이스를 모아둔 것이다.

Spring JDBC(SQL Mapper -> MyBatis)

Spring JDBC는 JDBC에서 DriveManager가 하는 일들을 JdbcTemplate에게 맡긴다. 따라서 개발자는 쿼리문으로 질의할 수 있다. 이 때, JdbcTemplate은 SQL Mapper 중 하나이다(참고로 MyBatis 역시 SQL Mapper 중의 하나다).

public class CarDao {
    private String driver = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";
    private String url = "localhost:3306";
    private String userid = "USER_ID";
    private String userpw = "USER_PASSWORD";

    private DriverManagerDataSource dataSource;
    private JdbcTemplate template;

    public CarDao() {
        dataSource = new DriverManagerDataSource();
        dataSource.setDriverClass(driver);
        dataSource.setJdbcUrl(url);
        dataSource.setUser(userid);
        dataSource.setPassword(userpw);

        template = new JdbcTemplate();
        template.setDataSource(dataSource);
    }

    // CRUD
    public int carInsert(Car car) {
        String query = "INSERT INTO car (car_id, car_brand, car_created) VALUES (?, ?, ?)";
        int result = template.update(query, car.getId(), car.getBrand(), car.getCreated());

        return result;
    }
 }

Spring Data JDBC

Spring data는 Spring 진영에서 DB를 쉽게 다루기 위해 시작한 프로젝트이다. 그 중 하나인 Spring Data JDBC는 기본적인 드라이버 설정 기능부터 CRUD 기능을 제공한다. 공식 문서를 보면 Spring Data JDBC를 간단하고 선택적인 ORM이라고 소개하고 있다. 선택적 ORM이라는 표현을 사용한 이유는, ORM이 제공하는 기본적인 기능을 제공할 뿐만 아니라, 사용자가 직접 SQL문을 질의하는 기능 역시 제공하기 때문이다(@Query 어노테이션을 사용하면 된다). Data source에 대한 설정은 application.properties 파일에서 가능하다.

Hibernate

Hibernate는 JPA를 구현한 프레임워크이다. 앞서 JPA는 자바 ORM의 API 표준 명세라는 설명이 있었다. 즉, JPA는 이러이러한 기능이 존재해야 한다라고 정의한 규약이고, 실제로 개발자가 사용하는 것은 그 구현체들이다. 이 구현체 중 하나가 Hibernate다. 그리고 Spring은 기본 JPA vendor로 Hibernate를 사용하고 있다. 이 때문에 Spring JPA 코드 구현에 관한 많은 질문들에서 JPA와 Hibernate란 단어가 혼용된다.

장점

객체지향적으로 데이터를 관리할 수 있기 때문에 비즈니스 로직에 집중 할 수 있으며, 객체지향 개발이 가능하다.
테이블 생성, 변경, 관리가 쉽다. (JPA를 잘 이해하고 있는 경우)
로직을 쿼리에 집중하기 보다는 객체자체에 집중 할 수 있다.
빠른 개발이 가능하다.

단점

어렵다. (많은 내용이 감싸져 있기 때문에 알아야 할 것이 많다.)
잘 이해하고 사용하지 않으면 데이터 손실이 있을 수 있다. (persistence context)
성능상 문제가 있을 수 있다. (이 문제 또한 잘 이해해야 해결이 가능하다.)

Mybatis

개발자가 지정한 SQL, 저장 프로시저 그리고 몇 가지 고급 매핑을 지원하는 SQL Mapper이다.

JDBC로 처리하는 상당 부분의 코드와 파라미터 설정 및 결과 매핑을 대신해준다.
- 기존에 JDBC를 사용할 때는 DB와 관련된 여러 복잡한 설정(Connection)들을 다루어야 했지만 SQL Mapper는 자바 객체를 실제 SQL문에 연결함으로써, 빠른 개발과 편리한 테스트 환경을 제공한다.
데이터베이스 record에 원시 타입과 Map 인터페이스 그리고 자바 POJO를 설정해서 매핑하기 위해 xml과 Annotation을 사용할 수 있다.
MyBatis는 원래 Apache Foundation의 iBatis였으나, 생산성, 개발 프로세스, 커뮤니티 등의 이유로 Google Code로 이전되면서 이름이 바뀌었다.
- iBatis와 바뀐 차이점은 아래와 같다.
  - JDK 1.5, Annotation
  - Dynatic SQL, XML Element

장점

SQL에 대한 모든 컨트롤을 하고자 할때 매우 적합하다.
SQL쿼리들이 매우 잘 최적화되어 있을 때에 유용하다.

단점

애플리케이션과 데이터베이스 간의 설계에 대한 모든 조작을 하고자 할 때는 적합하지 않다.
- 애플리케이션과 데이터베이스 간에 서로 잘 구조화되도록 많은 설정이 바뀌어야 하기 때문이다.

정리

SQL Mapper와 ORM 중에 어느 것을 사용해야될지 궁금증이 생길 수도 있다. ORM은 SQL 문을 배우지 않고도 사용할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 ORM이 생성해주는 SQL 구문을 보고 성능을 예측할 수 없다면, 나중에 끔찍한 일이 벌어질 수도 있을 것이다. 이 부분은 나중에 다른 글로 다뤄보면 좋을 것 같다.

Reference

[JDBC] JDBC, JPA/Hibernate, Mybatis의 차이 - gmlwjd9405
JPA vs JDBC, JPA vs Mybatis, JPA vs Spring Data JPA의 차이점과 Hibernate - 삽질 저장소
JDBC, JPA, Mybatis 차이점

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