JPA - 연관관계 매핑

연관관계 매핑

객체 모델과 관계형 모델의 차이

• 객체 모델(Object Model): 객체 간의 관계는 참조(Reference)를 통해 연결됩니다.
  • 예: lecture.getInstructor() → 강의가 참조하는 강사 객체를 반환.
• 관계형 모델(Relational Model): 테이블 간의 관계는 외래 키(Foreign Key)를 통해 연결됩니다.
  • 예: lecture 테이블의 instructor_id는 강사를 참조.

멘탈 모델: 객체는 참조를 통해 관계를 표현하지만, 데이터베이스는 외래 키를 통해 관계를 표현한다는 점을 항상 염두에 둡니다.

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엔티티 간의 관계와 역할

연관관계 매핑은 데이터베이스와 객체의 관계를 매핑하는 것이므로, 두 가지를 이해해야 합니다:

1. 연관 관계의 방향성
   • 단방향: 한쪽 엔티티에서만 관계를 정의.
   • 양방향: 양쪽 엔티티에서 서로를 참조하며 관계를 정의.
2. 연관 관계의 주인(Owner)
   • 데이터베이스에 외래 키를 관리하는 엔티티.
   • 주인은 항상 @JoinColumn을 사용하여 외래 키를 명시적으로 설정.

연관관계 매핑을 위한 주요 질문

멘탈 모델 형성을 위해 연관관계 매핑을 설계할 때 고려해야 할 질문들:

1. 연관 관계의 방향성
   • 이 관계는 단방향으로 충분한가, 아니면 양방향 관계가 필요한가?
   • 예: 강의와 강사 관계에서 강의 → 강사 단방향 참조로 충분한가?
2. 외래 키 관리 주인
   • 누가 외래 키를 관리할 것인가?
   • 예: 강의-강사 관계에서 강의(Lecture)가 외래 키를 가지고 있으므로 주인은 강의.
3. 연관 관계의 데이터 로딩 전략
   • 데이터를 언제 로드해야 하는가? (즉시 로딩 vs. 지연 로딩)
   • 예: 강의와 강사 관계에서 강사는 즉시 로딩이 적합하지만 학생 목록은 지연 로딩이 적합할 수 있음.

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현실 세계의 관계를 데이터 모델로 변환

현실 세계의 관계 → 객체 모델 → 관계형 데이터베이스 설계로 이어지는 과정을 생각합니다.

• 예시: "한 명의 강사(Instructor)가 여러 강의(Lecture)를 담당한다."
  1. 현실 세계: 강사 ↔ 강의 (1:N 관계)
  2. 객체 모델: Instructor 객체 → lectures: List<Lecture>
  3. 관계형 모델: lecture 테이블에 instructor_id 외래 키 추가.

멘탈 모델: 현실 세계의 관계를 객체의 참조로, 그리고 외래 키로 변환하는 단계를 시각화합니다.

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연관관계 매핑의 종류와 특징

1) 1:1(One-to-One)

• 한 엔티티가 다른 하나의 엔티티와 연관된 경우.
• 외래 키는 주 테이블 또는 대상 테이블에 설정할 수 있음.

2) 1:N(One-to-Many)

• 한 엔티티가 여러 엔티티와 연관된 경우.
• 외래 키는 대상 테이블에 존재.

3) N:1(Many-to-One)

• 여러 엔티티가 한 엔티티와 연관된 경우.
• 외래 키는 현재 테이블에 존재.

4) N:M(Many-to-Many)

• 두 엔티티가 서로 여러 개의 연관 관계를 가지는 경우.
• 중간 테이블을 통해 매핑.

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예제

• 학원 관리 시스템에서 강의(Lecture)와 학생(Student), 강사(Instructor) 간의 관계를 정의.
  • 한 명의 강사가 여러 강의를 맡을 수 있음. (1:N 관계)
  • 한 강의에 여러 명의 학생이 참여할 수 있음. (N:M 관계)
  • 각 강의는 고유한 강의 정보를 가짐.

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classDiagram
class Instructor {
  Long id
  String name
}

class Lecture {
  Long id
  String title
  int duration
}

class Student {
  Long id
  String name
}

Instructor "1" --> "N" Lecture : "강사와 강의의 관계"
Lecture "N" --> "M" Student : "강의와 학생의 관계"

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JPA 코드 예제

1. 강사(Instructor) 엔티티

@Entity
public class Instructor {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String name;

    @OneToMany(mappedBy = "instructor", cascade = CascadeType.ALL)
    private List<Lecture> lectures = new ArrayList<>();

    // Getters, Setters
}

2. 강의(Lecture) 엔티티

@Entity
public class Lecture {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String title;
    private int duration;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "instructor_id")
    private Instructor instructor;

    @ManyToMany
    @JoinTable(
        name = "lecture_student",
        joinColumns = @JoinColumn(name = "lecture_id"),
        inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "student_id")
    )
    private List<Student> students = new ArrayList<>();

    // Getters, Setters
}

3. 학생(Student) 엔티티

@Entity
public class Student {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String name;

    @ManyToMany(mappedBy = "students")
    private List<Lecture> lectures = new ArrayList<>();

    // Getters, Setters
}

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데이터베이스 테이블 구조

강사 테이블

Column	Type	Constraint
id	BIGINT	Primary Key
name	VARCHAR	Not Null

강의 테이블

Column	Type	Constraint
id	BIGINT	Primary Key
title	VARCHAR	Not Null
duration	INT	Not Null
instructor_id	BIGINT	Foreign Key

학생 테이블

Column	Type	Constraint
id	BIGINT	Primary Key
name	VARCHAR	Not Null

강의-학생 중간 테이블

Column	Type	Constraint
lecture_id	BIGINT	Primary Key, Foreign Key
student_id	BIGINT	Primary Key, Foreign Key

주요 JPA 연관관계 매핑 설정

관계	애너테이션	외래 키 위치	주의사항
1:N (강사-강의)	@OneToMany	대상 테이블	mappedBy로 연관 관계의 주인 설정 필요.
N:M (강의-학생)	@ManyToMany	중간 테이블	@JoinTable로 중간 테이블 정의 필요.
N:1 (강의-강사)	@ManyToOne	현재 테이블	@JoinColumn으로 외래 키 명시.

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연관 관계의 종류

관계 유형	객체지향 관점	데이터베이스 관점
1:1	한 객체가 다른 객체 하나를 참조함	한 테이블의 행이 다른 테이블의 행과 1:1
1:N	한 객체가 여러 객체를 참조함	한 테이블의 행이 여러 행과 연결됨
N:M	여러 객체가 여러 객체와 참조 관계를 가짐	중간 테이블을 통해 다대다 매핑

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연관 관계의 방향성을 간단한 예로 이해

• 단방향:강의 엔티티에서 강사 엔티티를 참조하며 강사가 누구인지 알 수 있음.
• 강의 → 강사
• 양방향:강의 엔티티는 강사를 참조하고, 강사 엔티티는 자신이 담당하는 강의 목록을 참조.
• 강의 ↔ 강사

// 단방향
@ManyToOne
@JoinColumn(name = "instructor_id")
private Instructor instructor;

// 양방향
@OneToMany(mappedBy = "instructor")
private List<Lecture> lectures;

멘탈 모델: 단방향은 단순한 조회에 적합하고, 양방향은 양쪽에서 데이터를 쉽게 탐색할 수 있도록 도와줍니다.

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객체의 생명주기와 데이터 일관성

• 객체를 추가하거나 수정할 때 JPA가 관리하는 영속성 컨텍스트에서 모든 관계가 적절히 동기화되어야 합니다.
• 외래 키는 항상 연관 관계의 주인에서만 업데이트됩니다.

@Transactional
public void addLectureToInstructor(Instructor instructor, Lecture lecture) {
    lecture.setInstructor(instructor); // 외래 키 설정 (주인에서 관계 설정)
    entityManager.persist(lecture);   // 저장
}

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지연 로딩 vs. 즉시 로딩

1. 즉시 로딩(FetchType.EAGER): 관계 데이터를 즉시 가져옴.
   • 장점: 필요한 데이터를 한 번에 가져올 수 있음.
   • 단점: 필요 없는 데이터를 항상 로드하므로 성능 저하 가능.
2. 지연 로딩(FetchType.LAZY): 관계 데이터를 실제로 사용할 때 로드.
   • 장점: 성능 최적화.
   • 단점: 사용 시점에 추가 쿼리가 실행됨.

양방향 연관 관계의 주의점

• 양방향 매핑에서 연관 관계 주인을 명확히 설정하지 않으면 데이터 불일치 문제가 발생할 수 있음.
• mappedBy 속성을 사용하여 주인을 설정해야 함.

// 강사가 주인
@OneToMany(mappedBy = "instructor")
private List<Lecture> lectures;

다대다 관계의 중간 테이블 활용

• 다대다 관계에서는 중간 테이블을 직접 정의하여 추가 정보를 저장할 수 있음.

@Entity
public class LectureStudent {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @ManyToOne
    private Lecture lecture;

    @ManyToOne
    private Student student;

    private String enrollmentStatus; // 추가 정보
}