[Java - Hibernate] ORM, 영속성, 영속성 컨텍스트는 무엇인가?

 

2024.01.22 - [📝 Language/Java] - [Java] Hibernate란?

[Java] Hibernate란?

 

이전에 Hibernate란 무엇일까에 대하여 잠시나마 살펴봤습니다. 

Hiberante에서 가장 많이 나오는 ORM과 영속성(Persistence)에 대하여 자세히 한번 알아보려고 합니다.

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ORM(Object-relational mapping) 이란?

• 객체형 데이터(Objcet)와 관계형 데이터(Releational) 사이에서 개념적으로 일치하지 않는 부분을 해결하기 위하여 이 둘을 Mapping(설정)하는 것
• 객체와 관계형데이터 사이의 개념적 불일치를 우리는 패러다임의 불일치라고 부른다.

장점

1. 객체 지향적인 코드 작성 가능
   • ORM은 객체 지향 프로그래밍 언어와 데이터베이스 간의 매핑을 담당하므로, 개발자는 객체 지향적인 코드를 작성할 수 있습니다. 이는 코드의 가독성과 재사용성을 높일 수 있습니다.
2. 코드의 재사용 및 유지보수 용이성
   • ORM을 사용하면 데이터베이스와의 상호 작용 코드를 재사용할 수 있습니다. 또한, 데이터베이스 스키마 변경 시 ORM이 이에 대응하여 코드 수정을 최소화하므로 유지보수가 용이합니다.
3. 데이터베이스 종속성 감소
   • ORM은 데이터베이스 종속성을 낮추어 데이터베이스 변경이나 다른 데이터베이스로의 이전을 상대적으로 쉽게 만듭니다.
4. 생산성 향상
   • ORM은 반복적인 작업을 감소시키고, 개발자가 빠르게 코드를 작성할 수 있도록 도와 생산성을 향상시킵니다.

단점

1. 성능 손실
   •  ORM은 객체와 데이터베이스 간의 변환 작업을 수행하므로, 이로 인해 성능 손실이 발생할 수 있습니다. 특히 대규모 데이터베이스와의 작업에서는 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
2. 학습 곡선
   • ORM을 사용하려면 ORM 도구 및 개념에 대한 학습이 필요합니다. 초보자에게는 학습 곡선이 있을 수 있습니다.
3. 복잡성
   • 일부 복잡한 쿼리나 성능 최적화를 위해서는 ORM을 우회하고 SQL을 직접 사용해야 할 수 있습니다.
4. 데이터베이스 특성 대응의 한계
   • 특정 데이터베이스의 고유한 특성을 모두 지원하지 못할 수 있습니다. 특히 NoSQL 데이터베이스와는 잘 호환되지 않을 수 있습니다.

 

영속성(Persistence) 이란?

• 엔티티(Entity)를 영구 저장하는 환경.
• 어플리케이션과 데이터베이스 사이에서 객체를 보관하는 가상의 저장소 같은 역할.
• 엔티티 매니저(EntityManager)를 통해 영속성 컨텍스트에 접근.
• EntityManager 를 통해 Entity 를 저장, 조회하면 EntityManager 는 영속성 컨텍스트에 해당 Entity 를 보관하고 관리.

장점

1. 데이터 보존
   • 영속성을 통해 데이터는 시스템이 종료되거나 재시작되더라도 영구적으로 저장되어 보존됩니다.
2. 데이터 공유
   • 여러 사용자나 여러 시스템 간에 데이터를 공유할 수 있습니다. 데이터베이스를 통해 중앙 집중식으로 데이터를 저장하고 액세스할 수 있습니다.
3. 장애 대응
   • 시스템 장애가 발생하더라도 영속성을 가진 데이터는 손실되지 않고 회복이 가능합니다. 이는 데이터의 안정성과 신뢰성을 높입니다.
4. 데이터 구조화 및 검색
   • 영속성을 통해 데이터베이스에서 데이터를 구조화하고 효과적으로 검색할 수 있습니다. 적절한 인덱싱 및 쿼리 작성을 통해 데이터 검색 속도를 최적화할 수 있습니다.

단점

1. 성능 오버헤드
   • 데이터베이스 액세스 및 관리에 따른 오버헤드가 발생할 수 있습니다. 특히 대규모 트랜잭션 처리나 복잡한 쿼리 수행 시에 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
2. 복잡성
   • 데이터베이스를 사용하면 데이터를 구조화하고 유지하는데 일정 수준의 복잡성이 따릅니다. 이를 관리하기 위해 데이터베이스 설계와 관리가 필요합니다.
3. 비용
   • 데이터베이스 서버 및 라이센스, 유지보수 등의 비용이 발생합니다. 특히 대규모 프로젝트나 기업에서는 이러한 비용이 상당히 크게 나타날 수 있습니다.
4. 일관성 유지 어려움
   • 다수의 클라이언트가 동시에 데이터를 업데이트할 때, 데이터의 일관성을 유지하는 것이 어려울 수 있습니다. 이를 위해 트랜잭션 관리와 락(Lock) 등의 기술을 사용해야 합니다.

 

패러다임의 불일치

• OOP(객체모델)와 관계형 DB의 데이터 표현 방식, 이를 다루는 방식이 각각 다르기 때문에 일어나는 현상들을 일컫는 용
• 서로 다른 프로그래밍 패러다임 간에 발생하는 이해의 어려움이나 조화 부재를 나타낸다.

	객체	관계형 DB
상속	상속	슈퍼타입과 서브타입
연관관계	참고(reference)	외래 키를 통한 조인
모델링	객체지향	데이터관점
객체그래프탐색	참조를 통한 무제한 탐색가능	SQL의 조인범위에 따라 검색 범위가 정해짐
비교	주소값으로 비교 (==, !=) 객체 내부 값 비교 (equals())	기본 Key 값으로 Row 비교

 

객체지향프로그래밍과 관계형 데이터베이스의 불일치

1. 데이터 모델의 차이
   • 객체 지향 프로그래밍은 클래스와 객체를 사용하여 데이터를 모델링하고, 관계형 데이터베이스는 테이블을 사용하여 데이터를 저장합니다. 객체는 상속, 다형성 등의 개념을 가지며, 테이블은 정규화, 외래 키 등의 관계를 가집니다. 이러한 모델의 차이로 인해 객체의 구조를 테이블에 매핑하는 것이 쉽지 않을 수 있습니다.
2. 객체 식별과 관계형 식별자의 차이
   • 객체는 주로 메모리 상에서 참조를 통해 고유하게 식별되지만, 관계형 데이터베이스는 주로 키(Primary Key)를 사용하여 행을 식별합니다. 이로 인해 객체의 식별 방식을 관계형 데이터베이스의 식별 방식과 일치시키는데 어려움이 있을 수 있습니다.
3. 상속과 관계의 처리
   • 객체 지향 프로그래밍에서는 상속을 사용하여 객체 간의 관계를 모델링하는 반면, 관계형 데이터베이스에서는 이를 테이블 간의 관계로 매핑해야 합니다. 이로 인해 상속과 관련된 복잡한 매핑 문제가 발생할 수 있습니다.

ORM의 역할과 불일치

1. 객체와 테이블 간의 매핑
   • ORM은 객체와 테이블 간의 매핑을 수행하는데, 이 매핑이 항상 완벽하게 일치하지는 않습니다. 객체 지향 모델과 관계형 데이터베이스 모델 사이의 복잡한 매핑 문제를 해결하기 위해 일부 제약이나 변환 작업이 필요합니다.
2. 성능 손실
   • ORM을 사용하면 매핑 및 변환 작업이 필요하므로 성능 손실이 발생할 수 있습니다. 특히 복잡한 쿼리나 대량의 데이터 작업에서 성능 문제가 발생할 수 있습니다.
3. 쿼리 언어의 차이
   • 객체 지향 언어와 SQL은 각각의 목적에 맞게 설계되었기 때문에 ORM을 사용할 때 객체 지향적인 쿼리 언어와 SQL 사이의 불일치도 고려해야 합니다.

 

영속성 컨텍스트

• 엔티티 클래스에서 만들어지는 엔티티를 영구 저장, 관리하는 환경

영속성 컨텍스트의 4가지 상태

1. 비영속성(new/transient)
   • 엔티티 객체가 만들어져서 아직 저장되지 않은 상태, 영속성 컨텍스트와 전혀 관계가 없는 상태
2. 영속(managed)
   • 엔티티가 영속성 컨텍스트에 저장, 영솏어 컨텍스트가 관리할 수 있는 상태
3. 준영속(detached)
   • 엔티티가 영속성 컨텍스트에 저장되어 있거나 분리된 상태, 영속성 컨텍스트가 더 이상 관리하지 않는 상태
4. 삭제(removed)
   • 엔티티를 영속성 컨텍스트와 데이터베이스에서 삭제

특징

1. 영속성 컨텍스트는 엔티티를 식별자 값(@Id)으로 구분. 고로 영속 상태는 식별자 값이 반드시 있어야 한다.
2. 영속성 컨텍스트에 엔티티를 저장할 때 바로 데이터베이스에 저장되는 것이 아니라, 1차 캐시에 엔티티를 생성하고, 쓰기 지연 SQL 저장소에 쿼리문을 생성해서 저장합니다. 이렇게 쌓인 쿼리문은 flush( )가 실행될 때 데이터베이스에 반영된다.

 

 

• 위 그림을 보면 애플리케이션과 데이터베이스를 Persistence Object가 연결해주고 있는것으로 확인 할 수 있다.