자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 다양한 연관관계

이전 포스팅에서는 연관관계 매핑에 대해 알아보았다. 오늘은 조금 더 깊게 들어가서 JPA가 제공하는 다양한 연관관계에 대해 알아보려고 한다😁

다양한 연관관계

 

개요

엔티티의 연관관계를 매핑할 때는 다중성, 단방향인지 양방향인지, 연관관계의 주인을 누구로 삼을 것인지에 대해 고려해야 한다. 먼저 연관관계가 있는 두 엔티티가 일대일 관계인지 일대다 관계인지 다중성을 고려해야 한다.

 

다음으로는 두 엔티티 중 한쪽만 참조하는 단방향 관계인지 서로 참조하는 양방향 관계인지 고려해야 한다. 마지막으로 양방향 관계면 연관관계의 주인을 정해야 한다.

 

다중성의 종류는 다대일(@ManyToOne), 일대다(@OneToMany), 일대일(@OneToOne), 다대다(@ManyToMany) 매핑이 있다. 만약 다중성을 판단하기 어렵다면 반대 방향에서 생각해보면 된다. 보통 다대일과 일대다 관계를 가장 많이 사용하고 다대다 관계는 실무에서 거의 사용하지 않는다.

 

다대일(@ManyToOne)📘

다대일 관계는 이전 포스팅에서 다뤘다. 간단한 예시로 회원과 팀이 다대일로 매핑이 되어 있을 경우를 들어보려고 한다.

 

@Entity
public class Member {
	
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "MEMBER_ID")
    private Long id;
    
    private String username;
    
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private Team team;
    
    // Getter, Setter ...
}

 

회원 엔티티는 위 코드와 같이 Team 객체를 JoinColumn 어노테이션을 사용하여 다대일 매핑으로 구현되어 있다. 따라서 Member.team 필드로 회원 테이블의 TEAM_ID 외래 키를 관리한다.

 

@Entity
public class Team {

    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "TEAM_ID")
    private Long id;
    
    private String name;
    
    // Getter, Setter ...
}

 

반면에 Team 객체는 회원 객체와 매핑이 되어 있는 코드가 없다. 회원은 Member.team으로 팀 엔티티를 조회할 수 있지만 반대로 팀에서는 회원을 조회할 수 없다는 것이다. 따라서 회원과 팀은 다대일 단방향 연관관계이다.

---

만약 클라이언트 요구사항 중에 팀에 있는 회원들을 모두 조회할 수 있는 기능이 필요하다면 어떻게 해야 할까? 정답은 team -> member의 관계를 매핑해주어야 한다. 쉽게 말해, 양방향으로 매핑을 시켜주어야 한다. 

 

@Entity
public class Member {
	
    ...
    
    public void setTeam(Team team) {
    	this.team = team;
        
        if(!team.getMembers().contains(this)){
        	team.getMembers().add(this);
        }
    }

}

 

회원 엔티티 먼저 수정해주어야 한다. setTeam 메서드 같은 경우는 편의 메서드로 이전 포스팅에서 다루었다. if 문을 사용한 이유는 만약 해당 팀에 이미 현재 회원이 존재하는데 계속해서 추가 하는 무한루프에 빠지지 않기 위해 작성되었다.

 

@Entity
public class Team {
	
    ...
    
    @OneToMany(mappedBy = "team")
    private List<Member> members = new ArrayList<Member>();
    
    public void addMember(Member member) {
    	this.members.add(member);
        
        if(member.getTeam() != this) {
        	member.setTeam(this);
        }
    }
}

 

클라이언트의 요구 사항에 맞게 mappedBy를 이용하여 양방향으로 연관관계를 맺어주었다. 물론 팀 객체에서도 편의 메서드로 인한 무한 루프에 빠지지 않게 addMember() 메서드를 작성해주었다.

 

위 관계처럼 일대다와 다대일 연관관계는 항상 다(N)에 외래 키가 있다. 여기서는 다쪽인 MEMBER 테이블이 외래 키를 가지고 있으므로 Member.team이 연관관계의 주인이다.

 

JPA는 외래 키를 관리할 때 연관관계의 주인만 사용한다. 즉, 주인이 아닌 Team 객체에서는 Team.members 조회만 가능하다.

 

일대다(@OneToMany)📗

일대다 관계는 다대일 관계의 반대 방향이다. 일대다 관계는 엔티티를 하나 이상 참조할 수 있으므로 자바 컬렉션인 Collection, List, Set, Map 중에 하나를 사용해야 한다.

 

구조

일대다 단방향 관계는 특이하게 팀 엔티티의 Team.members로 회원 테이블의 TEAM_ID 외래 키를 관리한다. 보통은 자신이 매핑한 테이블의 외래 키를 관리하는데, 이 매핑은 반대쪽 테이블에 있는 외래 키를 관리한다.

 

앞서 언급했듯이, 외래 키는 항상 다쪽 테이블에 있어야 한다. 하지만 다 쪽인 Member 엔티티에는 외래 키를 매핑할 수 있는 참조 필드가 없다. 대신에 반대쪽인 Team 엔티티에만 참조 필드인 members가 있다. 따라서 반대편 테이블의 외래 키를 관리하는 특이한 모습이 나타난다.

 

@Entity
public class Team {
	
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "TEAM_ID")
    private Long id;
    
    private String name;
    
    @OneToMany
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID") // MEMBER 테이블의 TEAM_ID (FK)
    private List<Member> members = new ArrayList<>();
    
    // Getter, Setter ...
}

 

@Entity
public class Member {
	
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "MEMBER_ID")
    private Long id;
    
    private String username;
    
    // Getter, Setter ...
}

 

팀과 회원을 일대다 단방향 연관관계로 매핑하였다. 이처럼 일대다 단방향 매핑은 매핑한 객체가 관리하는 외래 키가 다른 테이블에 있는 문제가 있다. 본인 테이블에 외래 키가 있으면 엔티티의 저장과 연관관계 처리를 INSERT SQL 한 번으로 끝낼 수 있지만, 다른 테이블에 외래 키가 있으면 연관관계 처리를 위한 UPDATE SQL을 추가로 실행해야 한다.

 

public void testSave() {
	
    Member member = new Member("member1");
    Team team = new Team("team1");
    
    team.getMembers().add(member);
    
    em.persist(member); // 맴버 저장
    em.persist(team); // 팀에 맴버 등록 -> 단점
}

 

Member 엔티티는 Team 엔티티를 모르는 상황이기 때문에, member를 저장해도 TEAM_ID 외래 키에 아무 값도 저장되지 않는다. 따라서 TEAM 엔티티를 저장할 때 Team.member의 참조 값을 확인해서 멤버 테이블에 있는 TEAM_ID 외래 키를 업데이트해야 한다.

 

사실 일대다 단방향 매핑은 엔티티를 매핑한 테이블이 아닌 다른 테이블의 외래 키를 관리해야 하고, 이것은 성능 문제도 있지만 관리도 부담스럽기 때문에 다대일 매핑을 사용하는 것이 좋다.

 

또한, 일대다 양방향 매핑에서 일에 연관관계의 주인을 주는 것은 지원하지 않기 때문에 다대일, 일대다 매핑관계에서 다(N) 쪽에 연관관계의 주인을 주고 사용하는 것이 일반적이다.

 

일대일(@OneToOne)📔

일대일 관계는 양쪽이 서로 하나의 관계만 가진다. 예를 들어 회원은 하나의 사물함만 사용하고 사물함도 하나의 회원에 의해서만 사용된다. 일대일 관계는 다음과 같은 특징이 있다.

 

• 일대일 관계는 그 반대도 일대일 관계다.
• 테이블 관계에서 일대다, 다대일은 항상 다(N)쪽이 외래 키를 가진다. 반면에 일대일 관계는 주 테이블이나 대상 테이블 둘 중 어느 곳이나 외래 키를 가질 수 있다.

 

테이블은 주 테이블이든 대상 테이블이든 외래 키 하나만 있으면 양쪽으로 조회할 수 있다. 그리고 일대일 관계는 그 반대쪽도 일대일 관계다. 따라서 일대일 관계는 주 테이블이나 대상 테이블 중에 누가 외래 키를 가질지 선택해야 한다.

 

📌 주 테이블에 외래 키

주 객체가 대상 객체를 참조하는 것처럼 주 테이블에 외래 키를 두고 대상 테이블을 참조한다. 외래 키를 객체 참조와 비슷하게 사용할 수 있어서 객체지향 개발자들이 선호한다. 이 방법의 장점은 주 테이블이 외래 키를 가지고 있으므로 주 테이블만 확인해도 대상 테이블과 연관관계가 있는지 알 수 있다.

 

📌 대상 테이블에 외래 키

전통적인 데이터베이스 개발자들은 보통 대상 테이블에 외래 키를 두는 것을 선호한다. 이 방법의 장점은 테이블 관계를 일대일에서 일대다로 변경할 때 테이블 구조를 그대로 유지할 수 있다.

 

@Entity
public class Member {
	
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "MEMBER_ID")
    private Long id;
    
    private String username;
    
    @OneToOne(mappedBy = "member")
    private Locker locker;
    ...
}

@Entity
public class Locker {
	
    @Id @GeneratedValue
    @Column(name = "LOCKER_ID")
    private Long id;
    
    private String name;
    
    @OneToOne
    @JoinColumn(name = "MEMBER_ID")
    private Member member;
    ...
}

 

일대일 관계는 다대일 관계 매핑과 비슷하기 때문에 따로 설명은 생략하겠다😀

 

다대다(@ManyToMany)📙

관계형 데이터베이스는 정규화된 테이블 2개로 다대다 관계를 표현할 수 없다. 그래서 보통 다대다 관계를 일대다, 다대일 관계로 풀어내는 연결 테이블을 사용한다. 

 

다대다 테이블 관계

그래서 위 그림처럼 중간에 연결 테이블을 추가해야 한다. 가운데에 있는 Member_Product 테이블을 사용해서 다대다 관계를 일대다, 다대일 관계로 풀어냈다. 이 연결 테이블은 회원이 주문한 상품을 나타낸다.

 

다대다 객체 관계

 

그런대 객체는 테이블과 다르게 객체 2개로 다대다 관계를 만들 수 있다. 예를 들어 회원 객체는 컬렉션을 사용해서 상품들을 참조하면 되고 반대로 상품들도 컬렉션을 사용해서 회원들을 참조하면 된다.

 

@Entity
public class Member {
	
    @Id @Column(name = "MEMBER_ID")
    private String id;
    
    private String username;
    
    @ManyToMany
    @JoinTable(name = "MEMBER_PRODUCT",
    		   joinColumns = @JoinColumn(name = "MEMBER_ID"),
               inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "PRODUCT_ID"))
    private List<Product> products = new ArrayList<Product>();
}

 

회원 엔티티와 상품 엔티티를 @ManyToMany로 매핑했다. 여기서 중요한 점은 @ManyToMany와 @JoinTable을 사용해서 연결 테이블을 바로 매핑한 것이다. 따라서 회원과 상품을 연결하는 회원_상품(Member_Product) 엔티티 없이 매핑을 완료할 수 있다.

 

• @JoinTable.name : 연결 테이블을 지정한다. 여기서는 MEMBER_PRODUCT 테이블을 선택했다.
• @JoinTable.joinColumns : 현재 방향인 회원과 매핑할 조인 칼럼 정보를 지정한다. MEMBER_ID로 지정했다.
• @JoinTable.inverseJoinColums : 반대 방향인 상품과 매핑할 조인 칼럼 정보를 지정한다. PRODUCT_ID로 지정했다.

MEMBER_PRODUCT 테이블은 다대다 관계를 일대다, 다대일 관계로 풀어내기 위해 필요한 연결 테이블일 뿐이다. @ManyToMany로 매핑한 덕분에 다대다 관계를 사용할 때는 이 연결 테이블을 신경 쓰지 않아도 된다.

 

@Entity
public class Product {
	
    @Id @Column(name = "PRODUCT_ID")
    private String id;
    
    private String name;
    ...
}

 

다대다 단방향 매핑이기 때문에 Product 객체에는 매핑 관련 코드가 없다.

 

public void save() {
	
    Product productA = new Product();
    productA.setId("productA");
    productA.setName("상품A");
    em.persist(productA);
    
    Member member1 = new Member();
    member1.setId("member1");
    member1.setUsername("회원1");
    member1.getProducts().add(productA); // 연관관계 설정
    em.persist(member1);
}

 

회원 1과 상품 A의 연관관계를 설정했으므로 회원 1을 저장할 때 연결 테이블에도 값이 저장된다. 따라서 이 테스트를 실행하면 3개의 SQL이 실행된다.

 

INSERT INTO PRODUCT ...
INSERT INTO MEMBER ...
INSERT INTO MEMBER_PRODUCT ...

 

순서대로 저장을 한 후 탐색해보면 저장해두었던 상품 1을 조회할 수 있다.

 

public void find() {
	
    Member member = em.find(Member.class, "member1");
    List<Product> products = member.getProducts(); // 객체 그래프 탐색
    
    for (Product product : products) {
    	System.out.println(product.getName());
    }
    
    // 결과 : 상품A
}

 

member.getProducts()를 호출해서 상품 이름을 출력하면 다음 SQL이 실행된다.

 

SELECT * FROM MEMBER_PRODUCT MP
INNER JOIN PRODUCT P ON MP.PRODUCT_ID = P.PRODUCT_ID
WHERE MP.MEMBER_ID=?

 

실행된 SQL을 보면 연결 테이블인 MEMBER_PRODUCT와 상품 테이블을 조인해서 연관된 상품을 조회한다. @ManyToMany 덕분에 복잡한 다대다 관계를 애플리케이션에서는 아주 단순하게 사용할 수 있다.

 

이 관계를 양방향으로 만들기 위해선 이전까지 해왔던 mappedBy 속성으로 연관관계의 주인을 정하면 되고, 편의 메서드들을 활용해서 간단하게 양방향 연관관계를 구현할 수 있다.

 

 

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마치며

지금까지 다양한 연관관계 매핑에 대해 알아보았다. 다음 포스팅은 조인, 상속관계 등 고급 매핑에 대해 알아보려고 한다😄