[JPA] 고급 매핑

상속 관계 매핑

관계형 데이터베이스에는 객체지향 언어에서 다루는 상속이라는 개념이 없다. 대신에 슈퍼타입 서브타입 관계라는 모델링 기법이 객체의 상속 개념과 가장 유사하다. ORM에서 이야기하는 상속 관계 매핑은 객체의 상속 구조와 데이터베이스의 슈퍼타입 서브타입 관계를 매핑하는 것이다. 슈퍼타입 서브타입 논리 모델을 테이블로 구현할 때는 3가지 방법을 선택할 수 있다.

 

조인 전략

 조인 전략은 엔티티 각각을 모두 테이블로 만들고 자식 테이블이 부모 테이블의 기본 키를 받아서 기본 키 + 외래 키로 사용하는 전략이다. 따라서 조회할 때 조인을 자주 사용한다. 테이블은 객체와 달리 타입의 개념이 없기 때문에 타입을 구분하는 컬럼을 추가해야한다.

@Entity
@Inheritance(strategy = InheritanceType.JOINED) // 조인 전략 사용
@DiscriminatorColumn(name = "DTYPE") // 부모 클래스에 구분 컬럼을 지정
public abstract class Item {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "ITEM_ID")
    private Long id;
    
    private String name;
    private int price;
    ...
}

@Entiity
@DiscriminatorValue("A")
public class Album extends Item {
    private String artist;
    ...
}

@Entity
@DiscriminatorValue("M")
public class Movie extends Item {
    private String director;
    private String actor;
    ...
}

@Entity
@DiscriminatorValue("B")
@PrimaryKeyJoinColumn(name = "BOOK_ID") // 기본 키 컬럼명 변경
public class Book extends Item {
    private String author;
    private String isbn;
}
    

조인 전략의 장점

• 테이블이 정규화 된다.
• 외래 키 참조 무결성 제약조건을 활용할 수 있다.
• 저장공간을 효율적으로 사용한다.

조인 전략의 단점

• 조회할 때 조인이 많이 사용되므로 성능이 저하될 수 있다.
• 조회 쿼리가 복잡하다.
• 데이터를 등록할 INSERT SQL을 두 번 실행한다.

 

단일 테이블 전략

 

 단일 테이블 전략은 이름 그대로 테이블을 하나만 사용한다. 그리고 구분 컬럼으로 어떤 자식 데이터가 저장되었는지 구분한다. 조회할 때 조인을 사용하지 않으므로 일반적으로 가장 빠르다. 이 전략을 사용할 때 자식 엔티티가 매핑한 컬럼은 모두 null을 허용해야 한다.

@Entity
@Inheritance(strategy = InheritanceType.SINGLE_TABLE) // 단일 테이블 전략 사용
@DiscriminatorColumn(name = "DTYPE") // 단일 테이블 전략 사용 시 구분 컬럼을 필수적으로 사용해야한다.
public abstract class Item {
    @Id @GeneratorValue
    @Column(name = "ITEM_ID")
    private Long id;
    
    private String name;
    private int price;
    ...
}

@Entity
@DiscriminatorValue("A")
public class Album extends Item {...}

@Entity
@DiscriminatorValue("M")
public class Movie extends Item {...}

@Entity
@DiscriminatorValue("B")
public class Book extends Item {...}

단일 테이블 전략의 장점

• 조인이 필요 없으므로 일반적으로 조회 성능이 빠르다.
• 조회 쿼리가 단순하다.

단일 테이블 전략의 단점

• 자식 엔티티가 매핑한 컬럼은 모두 null을 허용해야 한다.
• 단일 테이블에 모든 것을 저장하므로 테이블이 커질 수 있다. 그러므로 상황에 따라서는 조회 성능이 오히려 느려질 수 있다.

 

구현 클래스마다 테이블 전략

 구현 클래스마다 테이블 전략은 자식 엔티티마다 테이블을 만든다. 그리고 자식 테이블 각각에 필요한 컬럼이 모두 있다. 이 전략은 성능이 느리고 자식 테이블을 통합해서 쿼리하기가 어렵기 때문에 추천하지 않는 전략이다. 따라서 조인이나 단일 테이블 전략 사용을 고려해야 한다.

 

@MappedSuperclass

상속 관계 매핑 시 부모 클래스는 테이블과 매핑하지 않고 자식 클래스에게 매핑 정보만 제공하고 싶다면 @Entity 대신 @MappedSuperclass를 사용하면 된다. 이는 실제 테이블과는 매핑되지 않으며 단순히 매핑 정보를 상속할 목적으로만 사용된다. 

@MappedSuperclass
public abstract class BaseEntity {
    @Id @GeneratedValue
    private Long id;
    private String name;
    ...
}

  BaseEntity에는 객체들이 주로 사용하는 공통 매핑 정보를 정의한다. 그리고 자식 엔티티들은 상속을 통해 BaseEntity의 매핑 정보를 물려받았다. 여기서 BaseEntity는 테이블과 매핑할 필요가 없고 자식 엔티티에게 공통으로 사용되는 매핑 정보만 제공하면 된다. 부모로부터 물려받은 매핑 정보를 재정의하려면 @AttributeOverrides를, 연관관계를 재정의하려면 @AssociationOverrides를 사용한다.

/* 하나의 속성 재정의 */
@Entity
@AttributeOverride (name = "id", column = @Column(name = "MEMBER_ID"))
public class Member extends BaseEntity {...}

/* 둘 이상의 속성을 재정의 */
@Entity
@AttributeOverrides({
    @AttributeOverride(name = "id", column = @Column(name = "MEMBER_ID")),
    @AttributeOverride(name = "name", column = @Column(name = "MEMBER_NAME"))
})
public class Member extends BaseEntity {...}

 이 클래스를 직접 생성해서 사용할 일은 거의 없으므로 추상 클래스로 만드는 것을 권장하며, 엔티티가 아니므로 em.find()나 JPQL에서 사용할 수 없다. @MappedSuperclass를 사용하면 등록일자, 수정일자, 등록자, 수정자 같은 여러 엔티티에서 공통으로 사용하는 속성을 효과적으로 관리할 수 있다.

 

복합 키와 식별 관계 매핑

 데이터베이스 테이블 사이에 관계는 외래 키가 기본 키에 포함되는지 여부에 따라 식별관계와 비 식별 관계로 구분된다. 식별 관계는 부모 테이블의 기본 키를 내려받아서 자식 테이블의 기본 키 + 외래 키로 사용하는 관계다. 비식별 관계는 부모 테이블의 기본 키를 받아서 자식 테이블의 외래 키로만 사용하는 관계다. 비 식별 관계 중에서도 외래 키에 NULL을 허용하지 않고 연관관계를 필수적으로 맺어야 하는 관계를 필수적 비식별 관계라고 하며 외래 키에 NULL을 허용하여 연관관계를 맺을 지 선택할 수 있는 것은 선택적 비식별 관계라고 한다. 데이터베이스 테이블을 설계할 때 식별 관계나 비식별 관계 중 하나를 선택해야 하는데 최근에는 비식별 관계를 주로 사용하고 꼭 필요한 곳에만 식별 관계를 사용하는 추세다.

 

복합 키: 비식별 관계 매핑

JPA에서 둘 이상의 컬럼으로 구성된 복합 기본 키를 사용하려면 별도의 식별자 클래스를 만들어야 한다. 식별자 클래스에는 식별자를 구분하기 위한 equals와 hashCode를 구현해야 한다. JPA는 복합 키를 지원하기 위해 @IdClass와 @EmbeddedId 2가지 방법을 제공하는데 @EmbeddedId가 좀 더 객체지향에 가까운 방법이다.

 

/* @IdClass를 사용해서 복합 기본키를 가진 Parent 클래스 구현 */
@Entity
@IdClass(ParentId.class) // @IdClass로 식별자 클래스 지정
public class Parent {
    @Id
    @Column(name = "PARENT_ID1")
    private String id1;
    
    @Id
    @Column(name = "PARENT_ID2")
    private String id2;
    
    private String name;
    ...
}

/* 복합키를 사용하기 위한 식별자 클래스 */
public class ParentId implements Serializable {
	.
    private String id1;
    private String id2;
    
    public ParentId() {
    }
    
    public ParentId(String id1, String id2) {
        this.id1 = id1;
        this.id2 = id2;
    }
    
    @Override
    public boolean equals(Object o) {...}
    
    @Override
    public int hashCode() {...}
}

/* Parent의 식별자를 내려받은 Child 클래스 */
@Entity
public class Child {
    @Id
    private String id;
    
    @ManyToOne
    @JoinColumns({ // 복합키 이므로 @JoinColumns 사용
        @JoinColumn(name = "PARENT_ID1", // name과 referenceName 이 같다면 referenceName은 생략 가능
            @refenrenceColumnName = "PARENT_ID1"),
        @JoinColumn(name = "PARENT_ID2",
            @refenrenceColumnName = "PARENT_ID2")
})
private Parent parent;
        

@IdClass를 사용할 때 식별자 클래스는 다음 조건을 만족해야 한다.

• 식별자 클래스의 속성명과 엔티티에서 사용하는 식별자의 속성명이 같아야 한다.
• Serializable 인터페이스를 구현해야 한다.
• equals, hashCode를 구현해야 한다.
• 기본 생성자가 있어야 한다.
• 식별자 클래스는 public이어야 한다.

 

/* @EmbeddedId를 사용해서 복합 기본키로 가진 Parent 클래스 구현 */
@Entity
public class Parent {
    @EmbeddedId
    private ParentId id;
    
    private String name;
    ...
}

/* 복합키를 사용하기 위한 식별자 클래스 */
@Embeddable
public class ParentId implements Serializable {
	// IdClass와 다르게 식별자 클래스에 기본 키를 직접 맵핑
    @Column(name = "PARENT_ID1")
    private String id1;
    @Column(name = "PARENT_ID2")
    private String id2;
    
    //equals and hashCode 구현
    ...
}

@EmbeddedId를 적용한 식별자 클래스는 다음 조건을 만족해야 한다.

• @Embeddable 어노테이션을 붙여주어야한다.
• Serializable 인터페이스를 구현해야 한다.
• equals, hashCode를 구현해야 한다.
• 기본 생성자가 있어야 한다.
• 식별자 클래스는 public이어야 한다.

 

@IdClass와 @EmbeddedId는 각각 장단점이 있으므로 본인의 취향에 맞는 것을 일관성 있게 사용하면 된다. @EmbeddedId가 더 객체지향적이고 중복도 없어서 좋아보이긴 하지만 특정 상황에 JPQL이 조금 더 길어질 수 있다.

 

복합키: 식별 관계 매핑

 PARENT - CHILD - GRANDCHILED로 이어지는 기본 키를 전달하는 식별관계를 예시로 보자. 자식테이블은 부모 테이블의 기본 키를 포함해서 복합키를 구성해야 하므로 @IdClass나 @EmbeddedId를 사용해서 식별자를 매핑해야 한다.

 

먼저 @IdClass로 구현해본다면 아래와 같다.

//부모
@Entity
public class Parent {
    @Id @Column(name = "PARENT_ID")
    private String id;
    private String name;
    ...
}

//자식
@Entity
@IdClass(Child.class) // @IdClass를 이용해서 식별자 클래스 지정
public class Child {
    @Id
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "PARENT_ID")
    public Parent parent;
    
    @Id @Column(name = "CHILD_ID")
    public String childId;
    
    private String name;
    ...
}

//자식 ID
public class ChildId implements Serializable {
    private String parent; // Child.parent 매핑
    private String childId; // Child.childId 매핑
    
    //equals, hashCode
    ...
}

//손자
@Entity
@IdClass(GrandChildId.class)
public class GrandChild {
    @Id
    @ManyToOne
    @JoidColumns({
        @JoinColumn(name = "PARENT_ID"),
        @JoinColumn(name = "CHILD_ID")
    })
    private Child child;
    
    @ID @Column(name = "GRANDCHILD_ID")
    private String id;
    
    private String name;
    ...
}

//손자 ID
public class GrandChildId implements Serializable {
    private ChildId child; // GrandChildId.child 매핑
    private String id; // GrandChild.id 매핑
    
    // equals, hashCode
    ...
}

 식별 관계는 기본 키와 외래 키를 같이 매핑하기 때문에 @Id와 연관관계 매핑인 @ManyToOne을 같이 사용하면 된다.

 

@EmbededdId로 식별 관계를 구성할 때는 @MapsId를 사용해야 한다.

//부모
@Entity
public class Parent {
	.
    @Id @Column(name = "PARENT_ID")
    private String id;
    private String name;
    ...
}

//자식
@Entity
public Entity Child {
    @EmbeddedId
    private ChildId id;
    
    @MapsId("parentId") // ChildId.parentId 매핑
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "PARENT_ID")
    public Parent parent;
    
    private String name;
    ...
}

//자식 ID
@Embeddable
public class ChildId implements Serializable {
    private String parentId; // @MapsId("parentId")로 매핑
    
    @Column(name = "CHILD_ID")
    private String id;
    
    //equals, hashCode
    ...
}

//손자
@Entity
public class GrandChild {
    @EmbeddedId
    private GrandChildId id;
    
    @MapsId("childId") // GrandChildId.childId 매핑
    @ManyToOne
    @JoinColumns({
        @JoinColumn(name = "PARENT_ID"),
        @JoinColumn(name = "CHILD_ID")
    })
    private Child child;
    
    private String name;
    ...
}

//손자 ID
@Embeddable
public class GrandChildId implements Serializable {
    private ChildId childId; // @MapsId("childId")로 매핑
    
    @Column(name = "GRANDCHILD_ID")
    private String id;
    
    //equals, hashCode
    ...
}

 @IdClass와 다른 점은  @Id 대신에 @MapsId를 사용한 점이다. @MapsId는 외래키와 매핑한 연관관계를 기본 키에도 매핑하겠다는 뜻이다. @MapsId의 속성 값은 EmbeddedId를 사용한 식별자 클래스의 기본 키 필드를 지정하면 된다.

 

위의 식별관계들을 비식별 관계로 변경한다면 복합 키와 복합 키 클래스를 만들지 않아도 되기 때문에 매핑도 쉽고 코드도 단순해진다.

 

일대일 식별 관계

마지막으로 자식 테이블의 기본 키 값으로 부모 테이블의 기본 키 값만 사용하는 일대일 식별 관계는 @MapsId를 사용하고 속성값을 비워두면 된다.

//부모
@Entity
public class Board {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "BOARD_ID")
    private Long id;
    
    private String title;
    
    @OneToOne(mappedBy = "board")
    private BoardDetail boardDetail;
    ...
}

//자식
@Entity
public class BoardDetail {
    @Id
    private Long boardId;
    
    @MapsId // BoardDetail.boardId 매핑
    @OneToOne
    @JoinColumn(name = "BOARD_ID")
    private Board board;
    
    private String content;
    ...
}

 

데이터 베이스 설계 관점에서 보면 다음과 같은 이유로 식별 관계 보다는 비식별 관계를 선호한다.

• 식별 관계는 부모 테이블의 기본 키를 자식 테이블로 전파하면서 기본 키 컬럼이 점점 늘어난다. 따라서 조인할 때 SQL이 복잡해지고 기본 키 인덱스가 불필요하게 커질 수 있다.
• 식별 관계는 복합 기본 키를 만들어야 하는 경우가 많다.
• 식별 관계는 기본 키로 자연 키 컬럼을 조합하는 경우가 많기 때문에 요구사항이 변했을 경우 변경이 어렵다.
• 식별 관계는 테이블의 기본 키를 자식 테이블의 기본 키로 사용하므로 테이블 구조가 유연하지 못하다.

객체 관계 매핑의 관점에서 보면 다음과 같은 이유로 비식별 관계를 선호한다.

• 일대일 관계를 제외하고 식별 관계는 2개 이상의 컬럼을 복합 키로 사용하기 때문에 복합 키 클래스를 만드는 노력이 필요하다.
• 비식별 관계의 기본 키는 대리 키를 주로 사용하는데 @GeneratedValue 처럼 대리 키를 생성하기 위한 편리한 방법이 제공된다.

결국 ORM 신규 프로젝트 진행시 비식별 관계를 사용하고 기본 키는 LONG 타입의 대리 키를 사용하는 것이 추천된다. 또한 선택적 비식별 관계보다는 필수적 비식별 관계를 사용하는 것이 권장된다. (내부 조인만 사용해도 되기 때문)

 

조인 테이블

데이터베이스 테이블의 연관관계를 설계하는 방법은 크게 조인 컬럼 사용과 조인 테이블 사용 2가지이다. 조인 컬럼 사용은 테이블 간에 관계를 주로 조인 컬럼이라 부르는 외래 키 컬럼을 사용해서 관리하고, 조인 테이블 사용은 조인 테이블이라는 별도의 테이블을 사용해서 연관관계를 관리한다. 조인 테이블의 가장 큰 단점은 테이블을 하나 추가해야 한다는 점이다. 따라서 기본은 조인 컬럼을 사용하고 필요하다고 판단되면 조인 테이블을 사용하면 된다.

• 객체와 테이블을 매핑할 때 조인 컬럼은 @JoinColumn으로 매핑하고 조인 테이블은 @JoinTable로 매핑한다.
• 조인 테이블은 주로 다대다 관계를 일대다, 다대일 관계로 풀어내기 위해 사용한다. 그렇지만 일대일, 일대다, 다대일 관계에서도 사용한다.

일대일 조인 테이블

 

//부모
@Entity
public class Parent {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "PARENT_ID")
    private Long id;
    private String name;
    
    @OneToOne
    @JoinTable(name = "PARENT_CHILE",
        joinColumns = @JoinColumn(name = "PARENT_ID"),
        inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "CHILD_ID")
    )
    private Child child;
    ...
}

//자식
@Entity
public class Child {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "CHILD_ID")
    private Long id;
    private String name;
    // 양방향 매핑을 원하면 Parent 추가
    ...
}

부모 엔티티를 보면 @JoinColumn 대신 @JoinTable을 사용했으며 속성은 아래와 같다.

• name: 매핑할 조인 테이블 이름
• joinColumns: 현재 엔티티를 참조하는 외래 키
• inversJoinColumns: 반대방향 엔티티를 참조하는 외래 키

일대다 조인 테이블

@OneToMany
@JoinTable(name = "PARENT_CHILD",
    joinColumns = @JoinColumn(name = "PARENT_ID"),
    inverseJoinColumns = JoinColumns(name = "CHILD_ID")
)
private List<Child> child = new ArrayList<Child>();

 

다대일 조인 테이블

@ManyToOne(optional = false) // 객체에 null이 들어갈 수 있음
@JoinTable(name = "PARENT_CHILD",
    joinColumns = @JoinColumn(name = "CHILD_ID"),
    inverseJoinColumns = JoinColumns(name = "PARENT_ID")
)
private Parent parent;

다대다 조인 테이블

 다대다 관계를 만들려면 조인 테이블의 두 컬럼을 합해서 하나의 복합 유니크 제약조건을 걸어야한다.

//부모
@Entity
public class Parent {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "PARENT_ID")
    private Long id;
    private String name;
    
    @ManyToMany
   	@JoinTable(name = "PARENT_CHILD",
        	joinColumns = @JoinColumn(name = "PARENT_ID"),
        	inverseJoinColumns = JoinColumns(name = "CHILD_ID")
	)
	private List<Child> child = new ArrayList<Child>();
}

//자식
@Entity
public class Child {
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "CHILD_ID")
    private Long id;
    private String name;
    ...
}

조인 테이블에 컬럼을 추가하면 @JoinTable 전략을 사용할 수 없다. 대신에 새로운 엔티티를 만들어서 조인 테이블과 매핑해야 한다.