[스프링 DB 2편] #6. 데이터 접근 기술 - 스프링 데이터 JPA

[Develop-KIM]

스프링 데이터 JPA 주요 기능

스프링 데이터 JPA는 JPA를 편리하게 사용할 수 있도록 도와주는 라이브러리이다.

대표적인 기능

• 공통 인터페이스 기능
• 쿼리 메서드 기능

공통 인터페이스 기능

• JpaRepository 인터페이스를 통해서 기본적인 CRUD 기능 제공한다.
• 공통화 가능한 기능이 거의 모두 포함되어 있다.
• CrudRepository에서 fineOne() -> findById()로 변경되었다.

JpaRepository

public interface ItemRepository extends JpaRepository<Item, Long> {}

• JpaRepository 인터페이스를 인터페이스 상속 받고, 제네릭에 관리할 <엔티티, 엔티티ID> 를 주면 된다.
  그러면 JpaRepository 가 제공하는 기본 CRUD 기능을 모두 사용할 수 있다.

스프링 데이터 JPA가 구현 클래스를 대신 생성

• JpaRepository 인터페이스만 상속받으면 스프링 데이터 JPA가 프록시 기술을 사용해서 구현 클래스를 만들어준다.
  그리고 만든 구현 클래스의 인스턴스를 만들어서 스프링 빈으로 등록한다.
• 따라서 개발자는 구현 클래스 없이 인터페이스만 만들면 기본 CRUD 기능을 사용할 수 있다.

쿼리 메서드 기능
스프링 데이터 JPA는 인터페이스에 메서드만 적어두면, 메서드 이름을 분석해서 쿼리를 자동으로 만들고 실행해주는 기능을 제공한다.

순수 JPA 리포지토리

public List<Member> findByUsernameAndAgeGreaterThan(String username, int age) {
    return em.createQuery("select m from Member m where m.username = :username and m.age > :age")
        .setParameter("username", username)
        .setParameter("age", age)
        .getResultList();
}

순수 JPA를 사용하면 직접 JPQL을 작성하고, 파라미터도 직접 바인딩 해야 한다.

스프링 데이터 JPA

public interface MemberRepository extends JpaRepository<Member, Long> {
    List<Member> findByUsernameAndAgeGreaterThan(String username, int age);
}

• 스프링 데이터 JPA는 메서드 이름을 분석해서 필요한 JPQL을 만들고 실행해준다. 물론 JPQL은 JPA가 SQL로 번역해서 실행한다.
  물론 그냥 아무 이름이나 사용하는 것은 아니고 다음과 같은 규칙을 따라야 한다.

스프링 데이터 JPA가 제공하는 쿼리 메소드 기능

• 조회: find…By ,read…By , query…By , get…By
  • 예시) findHelloBy 처럼 ...에 식별하기 위한 내용(설명)이 들어가도 된다.
• COUNT: count…By 반환타입 long
• EXISTS: exists…By 반환타입 boolean
• 삭제: delete…By , remove…By 반환타입 long
• DISTINCT: findDistinct , findMemberDistinctBy
• LIMIT: findFirst3 , findFirst , findTop , findTop3

JPQL 직접 사용하기

public interface SpringDataJpaItemRepository extends JpaRepository<Item, Long> {

    //쿼리 메서드 (아래 메서드와 같은 기능 수행)
    List<Item> findByItemNameLikeAndPriceLessThanEqual(String itemName, Integer price);

    //쿼리 직접 실행
    @Query("SELECT i FROM Item i WHERE i.itemName LIKE :itemName and i.price <= :price")
    List<Item> findItems(@Param("itemName") String itemName, @Param("price") Integer price);
}

• 쿼리 메서드 기능 대신에 직접 JPQL을 사용하고 싶을 때는 @Query 와 함께 JPQL을 작성하면 된다.
  이때는 메서드 이름으로 실행하는 규칙은 무시된다.
• 참고로 스프링 데이터 JPA는 JPQL 뿐만 아니라 JPA의 네이티브 쿼리 기능도 지원하는데, JPQL 대신에 SQL을 직접 작성할 수 있다.

📌 중요
스프링 데이터 JPA는 JPA를 편리하게 사용하도록 도와주는 도구이다.
따라서 JPA 자체를 잘 이해하는 것이 가장 중요하다.

스프링 데이터 JPA 적용1

설정

스프링 데이터 JPA는 spring-boot-starter-data-jpa 라이브러리를 넣어주면 된다.

build.gradle 추가

//JPA, 스프링 데이터 JPA 추가
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa'

그런데 이미 앞에서 JPA를 설정하면서 spring-boot-starter-data-jpa 라이브러리를 넣어주었다.
여기에는 JPA , 하이버네이트, 스프링 데이터 JPA(spring-data-jpa ), 그리고 스프링 JDBC 관련 기능도 모두 포함되어 있다.
따라서 스프링 데이터 JPA가 이미 추가되어있으므로 별도의 라이브러리 설정은 하지 않아도 된다.

스프링 데이터 JPA 적용

SpringDataJpaItemRepository

package hello.itemservice.repository.jpa;

import hello.itemservice.domain.Item;
import java.util.List;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.data.jpa.repository.Query;
import org.springframework.data.repository.query.Param;

public interface SpringDataJpaItemRepository extends JpaRepository<Item, Long> {

    List<Item> findByItemNameLike(String itemName);

    List<Item> findByPriceLessThanEqual(Integer price);

    //쿼리 메서드 (아래 메서드와 같은 기능 수행)
    List<Item> findByItemNameLikeAndPriceLessThanEqual(String itemName, Integer price);

    //쿼리 직접 실행
    @Query("SELECT i FROM Item i WHERE i.itemName LIKE :itemName and i.price <= :price")
    List<Item> findItems(@Param("itemName") String itemName, @Param("price") Integer price);
}

• 스프링 데이터 JPA가 제공하는 JpaRepository 인터페이스를 인터페이스 상속 받으면 기본적인 CRUD 기능을 사용할 수 있다.
  그런데 이름으로 검색하거나, 가격으로 검색하는 기능은 공통으로 제공할 수 있는 기능이 아니다.
  따라서 쿼리 메서드 기능을 사용하거나 @Query 를 사용해서 직접 쿼리를 실행하면 된다.

데이터를 조건에 따라 4가지로 분류해서 검색한다.

• 모든 데이터 조회
• 이름 조회
• 가격 조회
• 이름 + 가격 조회

동적 쿼리를 사용하면 좋겠지만, 스프링 데이터 JPA는 동적 쿼리에 약하다. 이번에는 직접 4가지 상황을 스프링 데이터JPA로 구현해보자.
그리고 이 문제는 이후에 Querydsl에서 동적 쿼리로 깔끔하게 할 수 있다.

💡 참고
스프링 데이터 JPA도Example 이라는 기능으로 약간의 동적 쿼리를 지원하지만
실무에서 사용하기는 기능이 빈약하다. 실무에서 JPQL 동적 쿼리는 Querydsl을 사용하는 것이 좋다.

findAll()
코드에는 보이지 않지만 JpaRepository 공통 인터페이스가 제공하는 기능이다.
모든 Item 을 조회한다. 다음과 같은 JPQL이 실행된다.
select i from Item i

findByItemNameLike()
이름 조건만 검색했을 때 사용하는 쿼리 메서드이다.
다음과 같은 JPQL이 실행된다.
select i from Item i where i.name like ?

findByPriceLessThanEqual()
가격 조건만 검색했을 때 사용하는 쿼리 메서드이다.
다음과 같은 JPQL이 실행된다.
select i from Item i where i.price <= ?

findByItemNameLikeAndPriceLessThanEqual()
이름과 가격 조건을 검색했을 때 사용하는 쿼리 메서드이다.
다음과 같은 JPQL이 실행된다.
select i from Item i where i.itemName like ? and i.price <= ?

findItems()
메서드 이름으로 쿼리를 실행하는 기능은 다음과 같은 단점이 있다.

1. 조건이 많으면 메서드 이름이 너무 길어진다.
2. 조인 같은 복잡한 조건을 사용할 수 없다.

메서드 이름으로 쿼리를 실행하는 기능은 간단한 경우에는 매우 유용하지만, 복잡해지면 직접 JPQL 쿼리를 작성하는 것이 좋다.

• 쿼리를 직접 실행하려면 @Query 애노테이션을 사용하면 된다.
• 메서드 이름으로 쿼리를 실행할 때는 파라미터를 순서대로 입력하면 되지만, 쿼리를 직접 실행할 때는 파라미터를 명시적으로 바인딩 해야 한다.
• 파라미터 바인딩은 @Param("itemName") 애노테이션을 사용하고, 애노테이션의 값에 파라미터 이름을 주면 된다.

스프링 데이터 JPA 적용2

JpaItemRepositoryV2

@RequiredArgsConstructor
@Transactional
@Repository
public class JpaItemRepositoryV2 implements ItemRepository {

    private final SpringDataJpaItemRepository repository;

    @Override
    public Item save(Item item) {
        return repository.save(item);
    }

    @Override
    public void update(Long itemId, ItemUpdateDto updateParam) {
        Item findItem = repository.findById(itemId).orElseThrow();
        findItem.setItemName(updateParam.getItemName());
        findItem.setPrice(updateParam.getPrice());
        findItem.setQuantity(updateParam.getQuantity());
    }

    @Override
    public Optional<Item> findById(Long id) {
        return repository.findById(id);
    }

    @Override
    public List<Item> findAll(ItemSearchCond cond) {
        String itemName = cond.getItemName();
        Integer maxPrice = cond.getMaxPrice();

        if (StringUtils.hasText(itemName) && maxPrice != null) {
            return repository.findItems("%" + itemName + "%", maxPrice);
        } else if (StringUtils.hasText(itemName)) {
            return repository.findByItemNameLike("%" + itemName + "%");
        } else if (maxPrice != null) {
            return repository.findByPriceLessThanEqual(maxPrice);
        } else {
            return repository.findAll();
        }
    }
}

의존관계와 구조

• ItemService 는 ItemRepository 에 의존하기 때문에 ItemService 에서 SpringDataJpaItemRepository 를 그대로 사용할 수 없다.
• 물론 ItemService 가 SpringDataJpaItemRepository 를 직접 사용하도록 코드를 고치면 되겠지만
  우리는 ItemService 코드의 변경없이 ItemService 가 ItemRepository 에 대한 의존을 유지하면서 DI를 통해 구현 기술을 변경하고 싶다.

조금 복잡하지만, 새로운 리포지토리를 만들어서 이 문제를 해결해보자.
여기서는 JpaItemRepositoryV2 가 ItemRepository 와 SpringDataJpaItemRepository 사이를 맞추기 위한 어댑터 처럼 사용된다.

클래스 의존 관계

• JpaItemRepositoryV2 는 ItemRepository 를 구현한다. 그리고 SpringDataJpaItemRepository를 사용한다.

런타임 객체 의존 관계

• 런타임의 객체 의존관계는 다음과 같이 동작한다.
• itemService jpaItemRepositoryV2 springDataJpaItemRepository(프록시 객체)

이렇게 중간에서 JpaItemRepository 가 어댑터 역할을 해준 덕분에 ItemService 가 사용하는
ItemRepository 인터페이스를 그대로 유지할 수 있고 클라이언트인 ItemService 의 코드를 변경하지 않아도 되는 장점이 있다.

save()
repository.save(item)
스프링 데이터 JPA가 제공하는 save() 를 호출한다.

update()
스프링 데이터 JPA가 제공하는 findById() 메서드를 사용해서 엔티티를 찾는다.
그리고 데이터를 수정한다.
이후 트랜잭션이 커밋될 때 변경 내용이 데이터베이스에 반영된다. (JPA가 제공하는 기능이다.)

findById()
repository.findById(itemId)
스프링 데이터 JPA가 제공하는 findById() 메서드를 사용해서 엔티티를 찾는다.

findAll()
데이터를 조건에 따라 4가지로 분류해서 검색한다.

• 모든 데이터 조회
• 이름 조회
• 가격 조회
• 이름 + 가격 조회

모든 조건에 부합할 때는 findByItemNameLikeAndPriceLessThanEqual() 를 사용해도 되고, repository.findItems() 를 사용해도 된다.
그런데 보는 것 처럼 조건이 2개만 되어도 이름이 너무 길어지는 단점이 있다.
따라서 스프링 데이터 JPA가 제공하는 메서드 이름으로 쿼리를 자동으로 만들어주는 기능과
@Query로 직접 쿼리를 작성하는 기능 중에 적절한 선택이 필요하다.

추가로 코드를 잘 보면 동적 쿼리가 아니라 상황에 따라 각각 스프링 데이터 JPA의 메서드를 호출해서 상당히 비효율적인 코드인 것을 알 수 있다.
앞서 이야기했듯이 스프링 데이터 JPA는 동적 쿼리 기능에 대한 지원이 매우 약하다. 이부분은 이후에 Querydsl을 사용해서 개선해보자.

기능을 모두 개발했으니, 설정하고 실행해보자.

SpringDataJpaConfig

@Configuration
@RequiredArgsConstructor
public class SpringDataJpaConfig {

    private final SpringDataJpaItemRepository springDataJpaItemRepository;

    @Bean
    public ItemService itemService() {
        return new ItemServiceV1(itemRepository());
    }

    @Bean
    public ItemRepository itemRepository() {
        return new JpaItemRepositoryV2(springDataJpaItemRepository);
    }
}

• SpringDataJpaItemRepository 는 스프링 데이터 JPA가 프록시 기술로 만들어주고 스프링 빈으로도 등록해준다.

ItemServiceApplication - 변경

//@Import(JpaConfig.class)
@Import(SpringDataJpaConfig.class)
@SpringBootApplication(scanBasePackages = "hello.itemservice.web")
public class ItemServiceApplication {}

• SpringDataJpaConfig 를 사용하도록 변경했다.

테스트를 실행하자
먼저 ItemRepositoryTest 를 통해서 리포지토리가 정상 동작하는지 확인해보자. 테스트가 모두 성공해야 한다.

애플리케이션을 실행하자
ItemServiceApplication 를 실행해서 애플리케이션이 정상 동작하는지 확인해보자.

예외 변환
스프링 데이터 JPA도 스프링 예외 추상화를 지원한다.
스프링 데이터 JPA가 만들어주는 프록시에서 이미 예외 변환을 처리하기 때문에@Repository 와 관계없이 예외가 변환된다.

주의! - 하이버네이트 버그
하이버네이트 5.6.6 ~ 5.6.7 을 사용하면 Like 문장을 사용할 때 다음 예외가 발생한다.
스프링 부트 2.6.5 버전은 문제가 되는 하이버네이트 5.6.7을 사용한다.
java.lang.IllegalArgumentException: Parameter value [\] did not match expected type [java.lang.String (n/a)]

build.gradle에 다음을 추가해서 하이버네이트 버전을 문제가 없는 5.6.5.Final로 맞추자.
ext["hibernate.version"] = "5.6.5.Final"

정리

스프링 데이터 JPA의 대표적인 기능을 알아보았다. 스프링 데이터 JPA는 이 외에도 정말 수 많은 편리한 기능을 제공한다.
심지어 우리가 어렵게 사용하는 페이징을 위한 기능들도 제공한다.
스프링 데이터 JPA는 단순히 편리함을 넘어서 많은 개발자들이 똑같은 코드로 중복 개발하는 부분을 개선해준다.
개인적으로 스프링 데이터 JPA는 실무에서 기본으로 선택하는 기술이다.