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Dot Programming/JPA

[JPA] 값 타입

    JPA의 데이터 타입 분류

    ❍ 엔티티 타입

      ∙ @Entity로 정의하는 객체

      ∙ 데이터가 변해도 식별자로 지속해서 추적 가능

        예)회원 엔티티의 키나 나이 값을 변경해도 식별자로 인식 가능

     

    ❍ 값 타입

      ∙ int, Integer, String처럼 단순히 값으로 사용하는 자바 기본 타입이나 객체

      ∙ 식별자가 없고 값만 있으므로 변경시 추적 불가

        예) 숫자 100을 200으로 변경하면 완전히 다른 값으로 대체

     

    ☛ 값 타입의 분류

    분류 내용
    기본값 타입   ∙ 자바 기본 타입(int, double)
      ∙ 래퍼 클래스(Integer, Long)
      ∙ String
    임베디드 타입(embedded type, 복합 값 타입) JPA에서 정의해서 사용
    컬렉션 값 타입(collection value type

     

     

     

    1기본값 타입

    ∙  기본값 타입은 생명주기를 엔티티의 의존한다.

      예) 회원(엔티티)을 삭제하면 이름, 나이 필드도 함께 삭제된다.

     

    ∙  값 타입은 절대 공유하면 안된다.

      ) 회원 이름 변경시 다른 회원의 이름도 함께 변경되면 안됨

    String name;
    int age;

     

    🧑‍🏫 (참고) 자바의 기본 타입은 절대 공유X

    ∙  int, double 같은 기본 타입(primitive type)은 절대 공유되지 않는다. 기본 타입은 항상 값을 복사한다.

    int a = 10;
    int b = a;
    
    b = 20;
    
    System.out.println("a =" +a); // 10
    System.out.println("b =" +b); // 20
    

     

    ∙  Integer같은 래퍼 클래스나 String 같은 특수한 클래스는 공유 가능한 객체이지만 변경이 불가능하다.

        * a.setValue()와 같은 변경 메서드가 없음

    Integer a = new Integer(10);
    Integer b = a;
    
    // a, b 값 공유는 변경하지만 변경은 불가능
    System.out.println("a = " +a); // 10
    System.out.println("b = " +b); // 10 

     

     

     

    2. 임베디드 타입(복합 값 타입)

    ∙  새로운 값 타입을 직접 정의할 수 있음

    ∙  JPA는 임베디드 타입(embedded type)이라 함

    •  주로 기본 값 타입을 모아서 만들어서 복합 값 타입이라고도 함

    ∙  int, String과 같은 값 타입

     

     

     

    회원 엔티티는 이름, 근무 시작일, 근무 종료일, 주소 도시, 주소 번지, 주소 우편번호를 가진다. 

    데이터

     

    이 데이터들을 추상화해서 간단하게 설명하면 회원 엔티티는 이름, 근무 기간, 집 주소를 가진다고 말할 수 있다.

    임베디드 데이터

     

     이를 임베디드 타입이라고 한다. 근무 기간을 Period에 모으고, 주소를 Address에 모아서 Value Type을 만들면 된다.

     

    ❍ 임베디드 타입 사용법

    이를 JPA에서 사용하기 위해서는 아래의 두 어노테이션을 표시해야 한다.

     • @Embeddable: 값 타입을 정의하는 곳에 표시

     •  @Embedded: 값 타입을 사용하는 곳에 표시

     •  기본 생성자 필수이다.

     

    ❍ 임베디드 타입의 장점

      • 재사용이 가능하고 클래스내에서는 높은 응집도를 가진다.

     (Address클래스에는 도시, 거리명, 우편번호가 있는 것처럼 응집도 높음)

     

      •  Period.isWork()처럼 해당 값 타입만 사용하는 의미 있는 메소드를 만들 수 있다.

     

      • 임베디드 타입을 포함한 모든 값 타입은, 값 타입을 소유한 엔티 티에 생명주기를 의존한다.

     

    ❍ 임베디드 타입과 테이블 매핑

    DB입장에서는 바꿀 것이 없다. 임베디드 타입 클래스를 매핑만 잘 해주면 된다.

    • 임베디드 타입은 엔티티의 값일 뿐이다.
    • 임베디드 타입을 사용하기 전과 후에 매핑하는 테이블은 같다.

    • 객체와 테이블을 아주 세밀하게(find-grained) 매핑하는 것이 가능하다.

    • 잘 설계한 ORM 애플리케이션은 매핑한 테이블의 수보다 클래스의 수가 더 많다.

     

     

    코드로 실습해보면 다음과 같다.

    @Entity
    public class Member {
    
        @Id @GeneratedValue
        @Column(name = "MEMBER_ID")
        private Long id;
    
        @Column(name = "USERNAME")
        private String name;
    
        // 기간
        @Embedded
        private Period workPeriod;
    
        // 주소
        @Embedded
        private Address homeAddress;
     
     	// getter, setter
    }
    
    
    @Embeddable
    public class Address {
    
        private String city;
        private String street;
        private String zipcode;
    
        public Address() {
        }
    
    	// getter, stter
    
    }
    
    
    @Embeddable
    public class Period {
    
        private LocalDateTime startDate;
        private LocalDateTime endDate;
    
        public Period() {
        }
    	
        // getter, setter
    }
    
    

     

    값을 저장해보면 한 엔티티에 잘 저장되는 것을 볼 수 있다.

    // 임베디드 타입
    Member member = new Member();
    member.setName("abcd");
    member.setHomeAddress(new Address("city", "street", "101010"));
    member.setWorkPeriod(new Period());
    
    em.persist(member);

     

     

     

    @AtrributeOverride

    한 엔티티에서 같은 값 타입을 사용할 때 @AttributeOverride을 사용한다.

     

    예를들면 만약 직장 주소와 집주소를 입력한다고하면 workAddress클래스와 homeAddress의 컬럼명이 중복되게 된다. 이  때 @AttributesOverrides, @AtrributeOverride를 사용해서 컬럼명 속성을 재정의한다.

    @Entity
    public class Member {
    
        @Id @GeneratedValue
        @Column(name = "MEMBER_ID")
        private Long id;
    
        @Column(name = "USERNAME")
        private String name;
    
        // 기간
        @Embedded
        private Period workPeriod;
    
        // 집 주소
        @Embedded
        private Address homeAddress;
    
        // 직장 주소
        @Embedded
        @AttributeOverrides({
                @AttributeOverride(name ="city",
                            column = @Column(name="WORK_CITY")),
                @AttributeOverride(name ="street",
                        column = @Column(name="WORK_STREET")),
                @AttributeOverride(name ="zipcode",
                        column = @Column(name="WORK_ZIPCODE")),
        })
        private Address workAddress;
    }

     

    그러면 아래와 같이 테이블이 생성된다.

     create table Member (
           MEMBER_ID bigint not null,
            city varchar(255),
            street varchar(255),
            zipcode varchar(255),
            USERNAME varchar(255),
            WORK_CITY varchar(255),
            WORK_STREET varchar(255),
            WORK_ZIPCODE varchar(255),
            endDate timestamp,
            startDate timestamp,
            primary key (MEMBER_ID)
        )

     

     

    ❍ 임베디드 타입과 null

    • 임베디드 타입의 값이 null이면 매핑한 컬럼 값은 모두 null로 입력된다.

     

     

     

    3. 값 타입과 불변 객체

    값 타입은 복잡한 객체 세상을 조금이라도 단순화하려고 만든 개념이다. 따라서 값 타입은 단순하고 안전하게 다룰 수 있어야 한다.

     

     

    ❍ 값 타입 공유 참조

    임베디드 타입 같은 값 타입을 여러 엔티티에서 공유하면 위험하다  →  부작용(side effect) 발생

    Address address = new Address("city", "street", "101010");
    
    Member member = new Member();
    member.setName("member1");
    member.setHomeAddress(address); // 값 공유 참조
    em.persist(member);
    
    Member member2 = new Member();
    member2.setName("member2");
    member2.setHomeAddress(address); // 값 공유 참조
    em.persist(member2);
    
    member.getHomeAddress().setCity("newCity"); // 부작용 발생 

     

    CITY의 값이 두 데이터 모두 바뀌어있는 것을 볼 수있다. 이러한 버그는 실무에서 정말 찾아내기도 힘들다.

     

    ❍ 값 타입 복사

    값 타입의 실제 인스턴스인 값을 공유하는 것은 위험하다. 그래서 대신 값(인스턴스)를 복사해서 사용해야 한다.

     

    Address address = new Address("city", "street", "101010");
    
    Member member = new Member();
    member.setName("member1");
    member.setHomeAddress(address);
    em.persist(member);
    
    Address copyAddress = new Address(address.getCity(), address.getStreet(), address.getZipcode()); // 값 복사
    Member member2 = new Member();
    member2.setName("member2");
    member2.setHomeAddress(copyAddress);
    em.persist(member2);
    
    member.getHomeAddress().setCity("newCity");

    그러면 아래와 같이 부작용이 발생하지 않고 2번 멤버의 CITY값만 변경되는 것을 볼 수 있다.

     

     

     

    ❍ 객체 타입의 한계

    항상 값을 복사해서 사용하면 자바 기본 타입은 공유 참조로 인해 발생하는 부작용을 피할 수 있다.

     

    그런데 문제는 임베디드 타입처럼 직접 정의한 값 타입은 자바의 기본 타입이 아니라 객체 타입이어서 참조 값을 직접 대입하는 것을 막을 방법이 없기 때문에 객체의 공유 참조는 피할 수 없다.

     

    ❐ 기본 타입(primitive type)

    int a = 10;
    int b = a;  //기본 타입은 값을 복사
    b = 4;

     

    ❐ 객체 타입

    Address a = new Address(“Old”);
    Address b = a; //객체 타입은 참조를 전달
    b. setCity(“New”)

     

     

    해결방법이 없을까?

     

     

    객체 타입을 수정할 수 없게 만들면 부작용을 원천 차단할 수 있기 때문에 값 타입은 불변 객체(immutable object)로 설계해야 한다.

    ❍  불변 객체

    생성 시점 이후 절대 값을 변경할 수 없는 객체이다. 생성자로만 값을 설정하고 수정자(Setter)를 만들지 않으면 된다.

    참고: Integer, String은 자바가 제공하는 대표적인 불변 객체

     

    대표적인 예로는 객체에 생성자만으로 값을 주입하고 Setter를 모두 삭제하는 것이다.

    @Embeddable
    public class Address {
    
        private String city;
        private String street;
        private String zipcode;
    
        public Address() {
        }
    
        public Address(String city, String street, String zipcode) {
            this.city = city;
            this.street = street;
            this.zipcode = zipcode;
        }
    
       // setter X
    
    }
    

     

    이렇게 하면 newAddress는 불변객체가 되어 객체 공유참조의 부작용을 피할 수 있다.

    Address address = new Address("city", "street", "101010");
    
    Member member = new Member();
    member.setName("member1");
    member.setHomeAddress(address);
    em.persist(member);
    
    Address newAddress = new Address("newCity", address.getStreet(), address.getZipcode()); // 값 복사
    member.setHomeAddress(newAddress);

     


     

    ☛ 불변이라는 작은 제약으로 부작용이라는 큰 재앙을 막을 수 있다.

     

     

     

    4. 값 타입의 비교

    값 타입은 인스턴스가 달라도 그 안에 값이 같으면 같은 것으로 봐야한다.

    int a = 10;
    int b = 10;
    System.out.println(a==b); // true
    
    Address address1 = new Address("city", "street", "zipcode");
    Address address2 = new Address("city", "street", "zipcode");
    System.out.println(address1 == address2); // false

     

     

    위를 보면 객체는 안에 있는 값이 같아도 false를 출력하는 것을 볼 수 있다.

     

    그래서 동일성 비교와 동등성 비교를 구분해서 사용 해야한다.

     • 동일성(identity) 비교: 인스턴스의 참조 값을 비교, == 사용

     • 동등성(equivalence) 비교: 인스턴스의 값을 비교, equals() 사용

     

    값 타입은 a.equals(b)를 사용해서 동등성 비교를 해야 한다. 각 객체에 따라 인스턴스의 내용이 다르기 때문에 값 타입의 equals() 메소드를 적절하게 재정의(주로 모든 필드 사용)해야 한다.

     

    Address클래스 equals메서드를 정의한 후 다시 비교해보자.

    @Embeddable
    public class Address {
    
        // ...
    
        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
            Address address = (Address) o;
            return Objects.equals(city, address.city) &&
                    Objects.equals(street, address.street) &&
                    Objects.equals(zipcode, address.zipcode);
        }
    
        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(city, street, zipcode);
        }
    }
    

     

    이렇게하면 true가 출력되는 것을 볼 수 있다.

    Address("city", "street", "zipcode");
    Address address2 = new Address("city", "street", "zipcode");
    System.out.println(address1.equals(address2)); // true

     

     

     

    5값 타입 컬렉션

    값 타입을 하나 이상 저장할 때 사용한다. 데이터베이스는 컬렉션을 같은 테이블에 저장할 수 없기 때문에 컬렉션을 저장하기 위한 별도의 테이블이 필요하다.

     

    ❍ 어노테이션

      ☛ @ElementCollection, @CollectionTable을 사용

     

     

     값타입이기 때문에 특정 PK를 생성하지 않고 값들을 묶어서 하나의 PK로 구성한다.

    Member가 좋아하는 음식(FAVORITE_FOOD)와 주소(ADDRESS)는 별도의 테이블을 생성한다.

    @ElementCollection
    @CollectionTable(name ="FAVORITE_FOOD", joinColumns =
    				@JoinColumn(name="MEMBER_ID"))
    private Set<String> favoriteFoods = new HashSet<>();
    
    @ElementCollection
    @CollectionTable(name ="ADDRESS", joinColumns =
    				@JoinColumn(name="MEMBER_ID"))
    private List<Address> addressHistory = new ArrayList<>();

     

    create table ADDRESS (
           MEMBER_ID bigint not null,
            city varchar(255),
            street varchar(255),
            zipcode varchar(255)
    )
        
         
    create table FAVORITE_FOOD (
           MEMBER_ID bigint not null,
            favoriteFoods varchar(255)
    )

     

    ❍ 값 타입 컬렉션 사용

    값 타입 저장이나 조회, 수정할 때 모두 엔티티의 생명주기애 의존하여 작동한다.

    값 타입 컬렉션도 지연 로딩 전략 사용한다.

    참고: 값 타입 컬렉션은 영속성 전에(Cascade) + 고아 객체 제거 기능을 필수로 가진다고 볼 수 있다.

     

    ✔︎ 값 타입 저장

    아래와 같이 값을 입력하면 총 6개의 INSERT 쿼리가 발생한다. 

    // 값 타입 컬렉션
    Member member = new Member();
    member.setName("member1");
    member.setHomeAddress(new Address("city1", "street", "zipcode"));
    
    member.getFavoriteFoods().add("치킨"); // insert
    member.getFavoriteFoods().add("족발"); // insert
    member.getFavoriteFoods().add("피자"); // insert
    
    member.getAddressHistory().add(new Address("old1", "street", "zipcode")); // insert
    member.getAddressHistory().add(new Address("old2", "street", "zipcode")); // insert
    
    em.persist(member);

     

    DB에 저장되어 있는 값은 다음과 같다.

     

     

    ☛ MEMBER가 데이터를 저장하는 시기에 맞춰 ADDRESS와 FAVORITE_FOOD 테이블 자동으로 생성되어 저장된다.

     

     

     

    ✔︎ 값 타입 조회

    System.out.println("======start=========");
    Member findMember = em.find(Member.class, member.getId());

    Member클래스를 조회하면 Member만 조회된다.

    ☛ 이를 보아 값 타입 컬렉션들(ADDRESS, FAVORITE_FOOD)은 지연로딩이 기본 값으로 설정되어 있는 것을 알 수 있다.

    * @ElementCollection 기본전략이 LAZY

     

     

    값 타입 컬렉션은 Member를 가져온 후 지연로딩으로 조회한다.

    List<Address> addresses = findMember.getAddressHistory();
    for(Address address : addresses){
    	System.out.println("address = " + address.getCity());
    }
    Set<String> favoriteFoods = findMember.getFavoriteFoods();
    for(String fav : favoriteFoods){
    	System.out.println("fav = " + fav);
    }

     

     

    ✔︎ 값 타입 수정

    값 타입은 불변(immutable)해야한다. 그래서 수정을 하려면 set메소드나 값 공유를 해서는 안되고 새로운 객체를 갈아끼워 넣어야 한다.

    //ex
    Address a =findMember.getHomeAddress();
    findMember.setHomeAddress(new Address("newCity", a.getStreet(), a.getZipcode()));

     

    FAVORITE_FOOD의 값을 수정하려면 update가 아닌 삭제 후 새로운 값을 넣어준다.

     findMember.getFavoriteFoods().remove("치킨");
     findMember.getFavoriteFoods().add("한식");

     

    ADDRESS의 값을 수정하려면 update가 아닌 삭제 후 새로운 값을 넣어준다.

    // equals 설정을 해줘야 삭제됨
    findMember.getAddressHistory().remove(new Address("old1", "street", "zipcode"));
    findMember.getAddressHistory().add(new Address("newCity1", "street", "zipcode"));

     

     

    그런데 쿼리를 보면 DELETE쿼리로 모든 테이블을 다 지운다음에 새롭게 2개의 INSERT 쿼리를 다시 넣는 것을 볼 수 있다.

     

    왜 그럴까? 값 타입의 제약사항을 한 번 살펴보자.

     

    ❍ 값 타입 컬렉션의 제약사항 

     ‣  값 타입은 엔티티와 다르게 식별자 개념이 없다.

     ‣  값은 변경하면 추적이 어렵다.

     ‣  값 타입 컬렉션에 변경 사항이 발생하면, 주인 엔티티와 연관된 모든 데이터를 삭제하고, 값 타입 컬렉션에 있는 현재 값을 모두 다시 저장한다.

          → 위의 수정 예제에서 DELETE쿼리와 INSERT 쿼리 2개 나간 이유

     ‣  값 타입 컬렉션을 매핑하는 테이블은 모든 컬럼을 묶어서 기본 키를 구성해야 한다 → null 입력X, 중복 저장X

     

     

    → 결론적으로, 이렇게 복잡하게 쓸거면 완전 다르게 풀어야 한다.

     

    ❍ 값 타입 컬렉션 대안

     ‣  실무에서는 상황에 따라 값 타입 컬렉션 대신에 일대다 관계를 고려한다.

     ‣  일대다 관계를 위한 엔티티를 만들고, 여기에서 값 타입을 사용한다.

     ‣  영속성 전이(Cascade) + 고아 객체 제거를 사용해서 값 타입 컬렉션 처럼 사용한다.

     

    EX) AddressEntity

    @Entity
    public class AddressEntity {
    
        @Id @GeneratedValue
        private Long id;
    
        private Address address;
    }
    
    
    @Entity
    public class Member {
    	@OneToMany(cascade = CascadeType.ALL, orphanRemoval = true)
    	@JoinColumn(name = "MEMBER_ID")
    	private List<AddressEntity> addressHistory = new ArrayList<>();
    }

      → 이렇게 일대다 단방향 매핑으로 하고 CascadeType을 ALL로 잡으면 값 타입으로 쓰는 것보다 쿼리 최적화하기도 유리하고 활용할 것이 많아진다. 

     

    findMember.getAddressHistory().remove(new AddressEntity("old1", "street", "zipcode"));
    findMember.getAddressHistory().add(new AddressEntity("newCity1", "street", "zipcode"));

    일대다로 저장이 잘 되어있는 것을 볼 수 있다.

     

    쿼리는 INSERT 한개와 UPDATE 1개가 발생하는 것을 볼 수 있다. UPDATE 쿼리는 일대다 단방향 매핑인 경우 외래키가 MEMBER에 있기 때문에 어쩔 수 없이 발생할 수 밖에 없다. (참고)

     

     

    ✔︎ 값 타입 컬렉션은 진짜 단순할 때 사용한다.

      [치킨, 피자]를 체크박스로 선택할 때 처럼 추적을 할 필요도 없고 값이 바뀌어도 Update가 발생할 일이 없는 경우에만 사용한다. 이렇게 단순한 것이 아닌 이상 엔티티로 구현해야 한다.

     

     

    정리

    엔티티 타입의 특징

    • 식별자 O

    • 생명 주기 관리 가능

    • 공유할 수 있음

     

    값 타입의 특징

    • 식별자X

    • 생명 주기를 엔티티에 의존함

    • 공유하지 않는 것이 안전함(복사해서 사용)

    • 어쩔 수 없이 공유될 때는 불변 객체로 만드는 것이 안전

     

    값 타입

    ☛ 값 타입은 정말 값 타입이라 판단될 때만 사용해야 한다. (실무에서 잘 안나옴)
    ☛ 엔티티와 값 타입을 혼동해서 엔티티를 값 타입으로 만들면 안된다.
    ☛ 식별자가 필요하고, 지속해서 값을 추적, 변경해야 한다면 그것은 값 타입이 아닌 엔티티이다.

     


    ❊ 출처

    인프런 김영한 개발자님 - 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍