[JPA] 다양한 연관관계 매핑

출처

https://www.inflearn.com/course/ORM-JPA-Basic/dashboard

자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편 강의 - 인프런

 

목차

 

 

연관관계 매핑 시 고려사항 3가지

• 다중성
• 단방향, 양방향
• 연관관계의 주인

 

다중성

• 다대일: @ManyToOne (가장 많이 사용)
• 일대다: @OneToMany
• 일대일: @OneToOne
• 다대다: @ManyToMany (실무에서 사용 X)

 

단방향, 양방향

• 테이블
  • 외래 키 하나로 양쪽 조인 가능합니다. 
  • 사실 방향이라는 개념이 없습니다. 
• 객체
  • 참조용 필드가 있는 쪽으로만 참조 가능가 가능합니다. 
  • 한쪽만 참조하면 단방향
  • 양쪽이 서로 참조하면 양방향

 

연관관계의 주인

• 테이블은 외래 키 하나로 두 테이블이 연관관계를 맺습니다. 
• 하지만, 객체 양방향 관계는 A→B, B→A 처럼 참조가 2군데입니다. 
• 따라서, 둘 중 테이블의 외래 키를 관리할 곳을 지정해야 합니다. 
• 연관관계의 주인은 외래 키를 관리하는 테이블이 매핑된 객체입니다. 
• 주인의 반대편은 외래 키에 영향을 주지 않고, 단순 조회만 가능한 객체입니다. 

 

 

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다대일 [N:1]

다(N)가 연관관계의 주인입니다. 

다대일 단방향

 

• 다대일 관계는 DB설계 상 항상 다(N) 쪽에 외래키가 있어야 성립합니다.
• 즉, 다(N)가 연관관계의 주인입니다.  
• 참조는 조회를 위해 생성하는 것이므로, Member 객체가 Team 객체를 포함합니다. 
• 다대일 단방향은 가장 많이 사용되는 연관관계입니다.
• 다대일의 반대는 일대다입니다. 

 

다대일 양방향

• 반대쪽에 조회를 위한 참조를 추가하는 것입니다. 
• 참조를 추가한다고 해도, 테이블에 전혀 영향을 주지 않습니다.

 

@ManyToOne - 주요 속성

• 다대일 관계 매핑

속성	설명	기본값
optional	false로 설정하면 연관된 엔티티가 항상 있어야 한다.	TRUE
fetch	글로벌 패치 전략을 설정한다.	- @ManyToOne=FetchType.EAGER - @OneToMany=FetchType.LAZY
cascade	영속성 전이 기능을 사용한다.
targetEntity	연관된 엔티티의 타입 정보를 설정한다. 이 기능은 거의 사용하지 않는다. 컬렉션을 사용해도 제네릭으로 타입 정보를 알 수 있다.

 

 

 

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일대다 [1:N]

일(1)이 연관관계의 주인입니다. 

참고로, 이 모델은 거의 사용하지 않습니다.

 

일대다 단방향

• 객체를 설계할 때, Member 입장에서 Team의 정보를 알 필요가 없고, Team에서만 Member의 정보를 알고 싶을 때 해당 설계를 사용합니다. 
• 하지만, DB입장에서는 무조건 다(N) 쪽에 외래키가 들어가야 합니다.
• 즉, Team의 List members가 변경되면, 다른 테이블(Member)의 외래키에 Update 쿼리가 발생해야 합니다. (Team의 members가 연관관계의 주인이 되기 때문)
• 따라서, 실무에서 Team을 수정하면 Member에 Update 쿼리가 나가 헷갈리기 때문에 사용하지 않습니다. 
• 결론은 이전과 같이 다대일을 사용하고, 필요하면 양방향을 추가하는 방법을 사용하는 것을 권장합니다. 
• Member 입장에서 객체지향적으로 Team으로 알 필요가 없어서 손해를 보더라도, ORM보단 DB 설계에 초점을 맞춰 조금 더 유지보수하기 쉽게 만드는 것이 낫습니다.

Member

@Entity
public class Member {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "MEMBER_ID")
    privaet Long id;
    @Column(name = "USERNAME")
    private String username;

    //Getter, Setter ...
}

Team

@Entity
public class Team {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "TEAM_ID")
    private Long id;
    private String name;

    @OneToMany
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private List<Member> members = new ArrayList<>();
    
    //Getter, Setter
}

 

[동작 확인]

Member member = new Member();
member.setUsername("member1");
em.persist(member);

Team team = new Team();
team.setName("teamA");
team.getMembers().add(member);   //연관관계 매핑

em.persist(team);

 

[실행 결과]

Hibernate:
insert
  into
    Member (USERNAME, MEMBER_ID)
  values
    (?, ?)

Hibernate:
insert
  into
    Team (name, TEAM_ID)
  values
    (?, ?)

//team.getMembers()에 add 했으나, Member 테이블에 update query 발생
Hibernate:
update
  Member
set
  TEAM_ID=?
where
  MEMBER_ID=?

 

일대다 단방향 정리

• 일대다 단방향은 일대다(1:N)에서 일(1)이 연관관계의 주인입니다.
• 테이블 일대다 관계는 항상 다(N) 쪽에 외래 키가 있습니다.
• 객체와 테이블의 차이 때문에 반대편 테이블의 외래 키를 관리하는 특이한 구조입니다.
• @JoinColumn을 꼭 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 조인 테이블 방식을 사용합니다. (중간에 테이블을 하나 추가합니다.)

create table Team_Member {
  Team_TEAM_ID bigint not null, 
  members_MEMBER_ID bigint not null
}

 

일대다 단방향 매핑의 단점

• 엔티티가 관리하는 외래 키가 다른 테이블에 있습니다.
• 연관관계 관리를 위해 추가로 UPDATE SQL 실행됩니다.
• 일대다 단방향 매핑보다는 다대일 양방향 매핑을 사용을 권장합니다.

 

 

일대다 양방향

• 이런 매핑은 공식적으로 존재하지 않습니다.
• 다음과 같이 비공식적으로 작성하여 매핑할 수는 있습니다.

@Entity
public class Member {

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID", insertable = false, updatable = false)
    private Team team;
    ...
}

• 읽기 전용 필드를 사용해서 양방향 처럼 사용하는 방법입니다.
• 일대다 양방향이 아닌 다대일 양방향을 사용하는 것을 권장합니다.

 

@OneToMany - 주요 속성

• 일대다 관계 매핑

속성	설명	기본값
mappedBy	연관관계의 주인 필드를 선택한다.
fetch	글로벌 패치 전략을 설정한다.	- @ManyToOne=FetchType.EAGER - @OneToMany=FetchType.LAZY
cascade	영속성 전이 기능을 사용한다.
targetEntity	연관된 엔티티의 타입 정보를 설정한다. 이 기능은 거의 사용하지 않는다. 컬렉션을 사용해도 제네릭으로 타입 정보를 알 수 있다.

• 일대다 매핑에만 mappedBy 속성이 있습니다. → 다대일 관계중 일(1) 쪽이 연관관계 주인이 아닙니다. 

 

@JoinColumn 속성

• 외래 키를 매핑할 때 사용합니다.

속성	설명	기본값
name	매핑할 외래 키 이름	필드명 + _ + 참조하는 테이블의 기본 키 컬럼명 ex) DELIVERY_ID
referencedColumnName	외래 키가 참조하는 대상 테이블의 컬럼명	참조하는 테이블의 기본 키 컬럼명
foreignKey(DDL)	외래 키 제약조건을 직접 지정할 수 있다. 이 속성은 테이블을 생성할 때만 사용한다.
unique nullable insertable updatable columnDefinition table	@Column 의 속성과 같다.

 

 

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일대일 [1:1]

• 일대일 관계는 그 반대도 일대일입니다.
• 주 테이블이나 대상 테이블 둘 중에 선택하여 외래 키를 삽입할 수 있습니다. 
  • 주 테이블에 외래 키 삽입 
  • 대상 테이블에 외래 키 삽입
• 외래 키에 데이터베이스 유니크(UNI) 제약조건을 추가해야 가능합니다.

 

주 테이블에 외래 키 단방향

• 다대일(@ManyToOne) 단방향 매핑과 유사합니다. 

 

주 테이블에 외래 키 양방향

@Entity
public class Member {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "MEMBER_ID")
    private Long id;
    @Column(name = "USERNAME")
    private String username;

    @OneToOne
    @JoinColumn(name = "LOCKER_ID")
    private Locker locker;
}

@Entity
public class Locker {
    @Id @GeneratedValue
    private Long id;
    private String name;

    @OneToOne(mappedBy = "locker")
    private Member member;
}

 

주 테이블에 외래 키 양방향 정리

• 다대일 양방향 매핑 처럼 외래 키가 있는 곳이 연관관계의 주인입니다.
• 반대편은 mappedBy 적용합니다.

 

대상 테이블에 외래 키 단방향

• 일대다 단방향과 유사합니다.
• Member가 연관관계 주인이지만, 외래 키는 Locker에 있습니다.
• 해당 단방향 관계는 JPA가 지원하지 않습니다.
• 양방향 관계는 지원합니다.

 

대상 테이블에 외래 키 양방향

• 사실 일대일 주 테이블에 외래 키 양방향과 매핑 방법은 같습니다.
• 단지, Locker가 주 테이블이 된 것만 다릅니다.

 

일대일 정리

참고로, 일대일 관계에서 주 테이블은 주로 많이 액세스하는 테이블로 선택합니다. 

 

• 주 테이블에 외래 키 (명확하게 일대일 관계라면 해당 구조를 권장)
  • 주 객체가 대상 객체의 참조를 가지는 것 처럼, 주 테이블에 외래 키를 두고 대상 테이블을 참조하는 구조입니다. 
  • 객체지향 개발자 선호합니다. (대부분의 비지니스에서 Member는 조회를 해옵니다. 따라서, Member 테이블을 많이 Select 하고, 해당 locker를 필요로 하는 경우에 용이합니다.)
  • JPA 매핑이 편리합니다. 
  • 장점: 주 테이블만 조회해도 대상 테이블에 데이터가 있는지 확인 가능합니다.
  • 단점: 값이 없으면 외래 키에 null값이 허용됩니다. (참고로, unique 제약 조건이 걸려있어도 null은 중복으로 간주되지  않습니다.)
• 대상 테이블에 외래 키
  • 대상 테이블에 외래 키가 존재하는 구조입니다.
  • 전통적인 데이터베이스 개발자 선호합니다. 
  • 장점: 주 테이블과 대상 테이블을 일대일에서 일대다 관계로 변경해도 테이블 구조 유지할 수 있습니다. (Locker의 MEMBER_ID의 UNI 제약조건만 빼면 됩니다.)
  • 단점: 주 테이블의 객체를 가져오기 위해 양방향으로 만들어야 합니다.
  • 단점: 프록시 기능의 한계로 지연 로딩으로 설정해도 항상 즉시 로딩됩니다.
    • Member를 조회한다고 가정해봅시다. 
    • 주 테이블인 MEMBER에 Locker 외래 키가 있다면, Member 테이블만을 조회하여 Locker에 null을 넣어 프록시 객체를 생성할 수 있습니다. 
    • 하지만, 대상 테이블인 LOCKER에 MEMBER_ID가 매핑되어 있는 구조라면, Member 테이블만을 조회해서는 Locker를 조회할 수 없습니다. (MEMBER 테이블에 Locker_ID 컬럼이 없기 때문)
    • 따라서, Member 엔티티에 있는 Locker와 관련하여 프록시 객체를 생성하기 위해선 LOCKER 테이블도 조회해야 하는데, 이미 Locker를 조회한 상황이기 때문에 프록시를 사용한 지연 로딩의 개념 자체가 무의미합니다.

 

 

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다대다 [N:M]

• 실무에서 사용하지 않습니다.

다대다

관계형 데이터베이스 

• 관계형 데이터베이스는 정규화된 테이블 2개로 다대다 관계를 표현할 수 없습니다. 
• 연결 테이블을 추가해서 일대다, 다대일 관계로 풀어내야 합니다.

 

 

객체

• 객체는 컬렉션을 사용하여, 객체 2개로 다대다 관계가 가능합니다.

• Member도 Product List를 가지고, Product도 Member List를 가지면 됩니다. 
• @ManyToMany 어노테이션을 사용합니다.
• @JoinTable로 연결 테이블을 지정합니다.
• 단방향, 양방향 매핑이 가능합니다. 

@Entity
public class Product {

    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "PRODUCT_ID")
    private Long id;
    private String name;

    @ManyToMany(mappedBy = "products")
    private List<Member> members = new ArrayList<>();

    //Getter, Setter ...
}

@Entity
public class Member {

    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "MEMBER_ID")
    private Long id;
    @Column(name = "USERNAME")
    private String name;

    @ManyToMany
    @JoinTable(name = "MEMBER_PRODUCT")
    private List<Product> products = new ArrayList<>();

    //Getter, Setter ...
}

 

[실행 결과]

Hibernate:
  create table MEMBER_PRODUCT {
      Member_MEMBER_ID bigint not null,
      product_id bigint not null
  }

//외래키 제약 조건
Hibernate:
  alter table MEMBER_PRODUCT
      add constraint FK...
        foreign key (product_id)
          references Product

Hibernate:
  alter table MEMBER_PRODUCT
    add constraint FK...
      foreign key (Member_MEMBER_ID)
        references Member

 

 

다대다 매핑의 한계

• 편리해 보이지만 실무에서 사용하지 않습니다. 
• 연결 테이블이 단순히 연결만 하고 끝나지 않습니다. 
• 개발을 진행하다 보면, 주문시간, 수량 등과 같은 데이터가 추가될 수도 있지만, 중간 테이블에는 매핑 정보만 들어갈 수 있고, 추가 데이터를 삽입할 수 없습니다. 
• 또, 중간 테이블이 숨겨져 있기 때문에 생각지 못한 쿼리가 나갑니다. 즉, 엔티티와 테이블이 불일치합니다. 

 

다대다 한계 극복

• 연결 테이블용 엔티티 생성 (연결 테이블을 엔티티로 승격)
• 테이블의 N:M 관계는 중간 테이블을 이용해서 1:N, N:1 로 풀어서 매핑합니다. 
• @ManyToMany → @OneToMany, @ManyToOne

@Entity
public class MemberProduct {
    @Id @GeneratedValue
    private Long id;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "MEMBER_ID")
    private Member member;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "PRODUCT_ID")
    private Product product;

    private int orderAmount;
    private LocalDate orderDate;
}

 

 

 

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실전 예제 - 3. 다양한 연관관계 매핑

• 주문과 배송은 1:1 (@OneToOne)
• 상품과 카테고리는 N:M (@ManyToMany)

 

ERD

엔티티

 

일대일(1:1) 매핑

@Entity
@Table(name = "ORDERS")
public class Order {

    @OneToOne
    @JoinColumn(name = "DELIVERY_ID")
    private Delivery delivery;
}

@Entity
public class Delivery {

    @OneToOne(mappedBy = "delivery")
    private Order order;
}

 

다대다(N:M) 매핑

@Entity
public class Category {

    ...
    @ManyToOne(fetch = LAZY)
    @JoinColumn(name = "PARENT_ID")
    private Category parent;
    @OneToMany(mappedBy = "parent")
    private List<Category> child = new ArrayList<>();

    @ManyToMany
    @JoinTable(name = "CATEGORY_ITEM",
            joinColumns = @JoinColumn(name = "CATEGORY_ID"),
            inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "ITEM_ID")
    )
    private List<Item> items = new ArrayList<>();
}

@Entity
public class Item {

    @ManyToMany(mappedBy = "items")
    private List<Category> categories = new ArrayList<>();
}