스프링 부트와 JPA - 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편 - 10. 객체지향 쿼리 언어

Posted Oct 26, 2023

By HamGeonwook 20 min read

10. 객체지향 쿼리 언어

객체지향 쿼리 언어(JPQL)

JPA는 다양항 쿼리 방법을 지원

JPQL
JPA Criteria
QueryDSL
네이티브 SQL
JDBC API 직접 사용, MyBatis, SpringJdbcTemplate 함께 사용

JPQL

JPA를 사용하면 엔티티 객체를 중심으로 개발
문제는 검색 쿼리
검색을 할 때도 테이블이 아닌 엔티티 객체를 대상으로 검색
모든 DB 데이터를 객체로 변환해서 검색하는 것은 불가능
SQL이 필요!!

JPQL

JPA는 SQL을 추상화한 JPQL 이라는 객체 지향 쿼리 언어를 제공
SQL과 문법 유사
JPQL은 엔티티 객체를 대상으로 쿼리
SQL은 데이터베이스 테이블을 대상으로 쿼리
테이블이 아닌 객체를 대상으로 검색하는 객체 지향 쿼리
SQL을 추상화해서 특정 데이터베이스 SQL에 의존 X
JPQL을 한마디로 정의하면 객체 지향 SQL

Criteria 소개

문자가 아닌 자바코드로 JPQL로 작성
단점: 너무 복잡하고 실용성이 없다.

QueryDSL 소개

  
//JPQL
//select m from Member m where m.age > 18
JPAFactoryQuery query = new JPAQueryFactory(em);
        QMember m = QMember.member;

List<Member> list =
        query.selectFrom(m)
             .where(m.age.gt(18))
             .orderBy(m.name.desc())
             .fetch();

문자가 아닌 자바코드로 JPQL을 작성
컴파일 시점에 문법 오류 찾을 수 있음
동적쿼리 작성 편리함
단순하고 쉬움
실무 사용 권장

네이티브 SQL 소개

JPA가 제공하는 SQL을 직접 사용하는 기능
JPQL로 해결할 수 없는 특정 데이터베이스에 의존적인 기능

JDBC 직접 사용, SpringJdbcTemplate 등

JPA를 사용하면서 JDBC 커넥션을 직접 사용하거나, 스프링 JdbcTemplate, 마이바티스 등을 함께 사용 가능
단 영속성 컨텍스트를 적절한 시점에 강제로 플러시 필요

JPQL(Java Persistence Query Language)

JPQS - 기본 문법과 기능

JPQL 문법

select m from Member as m where m.age > 18
엔티티와 속성은 대소문자 구분 O (Member, age)
JPQL 키워드는 대소문자 구분 X (SELECT, FROM, where)
엔티티 이름 사용, 테이블 이름이 아님(Member)
별칭은 필수(m)(as는 생략가능)
TypeQuery, Query
TypeQuery: 반환 타입이 명확할 때 사용

Query: 반환 타입이 명확하지 않을 때 사용

  
TypedQuery<Member> query = em.createQuery("SELECT m FROM Member m", Member.class);

  
Query query = em.createQuery("SELECT m.username, m.age from Member m");

결과 조회 API

query.getResultList():** 결과가 하나 이상일 때**, 리스트 반환
- 결과가 없으면 빈 리스트 반환
query.getSingleResult(): 결과가 정확히 하나, 단일 객체 반환
- 결과가 없으면: javax.persistence.NoResultException
- 둘 이상이면: javax.persistence.NonUniqueResultException

파라미터 바인딩 - 이름 기준, 위치 기준

이름 기준 사용할 것 나중에 위치가 바뀌면 골치 아픔!

  
SELECT m FROM Member m where m.username=:username 
query.setParameter("username", usernameParam);

  
SELECT m FROM Member m where m.username=?1
query.setParameter(1, usernameParam);

프로젝션

SELECT 절에 조회할 대상을 지정하는 것
SELECT m FROM Member m -> 엔티티 프로젝션
SELECT m.team FROM Member m -> 엔티티 프로젝션
SELECT m.address FROM Member m -> 임베디드 타입 프로젝션
SELECT m.username, m.age FROM Member m -> 스칼라 타입 프로젝션
DISTINCT로 중복 제거

프로젝션 - 여러 값 조회

SELECT m.username, m.age FROM Member m
1. Query 타입으로 조회
2. Object[] 타입으로 조회
3. new 명령어로 조회
- 단순 값을 DTO로 바로 조회
- SELECT new jpabook.jpql.UesrDTO(m.username, m.age) FROM Member m
- 패키지 명을 포함한 전체 클래스 명 입력
- 순서와 타입이 일치하는 생성자 필요

페이징 API

JPA는 페이징을 다음 두 API로 추상화
setFirstResult: 조회 시작 위치(0부터)
setMaxResults: 조회할 데이터 수

  
//페이징 쿼리
String jpql = "select m from Member m order by m.name desc";
List<Member> resultList = em.createQuery(jpql, Member.class)
                            .setFirstResult(10)
                            .setMaxResults(20)
                            .getResultList();

조인

내부 조인: SELECT m FROM Member m [INNER] JOIN m.team t
외부 조인: SELECT m FROM Member m LEFT [OUTER] JOIN m.team t
세타 조인: select count(m) from Member m, Team t where m.username = t.name

조인 - ON 절

ON절을 활용한 조인
1. 조인 대상 필터링
2. 연관관계 없는 엔티티 외부 조인

조인 부가 설명

내부 조인
외부 조인

1. 조인 대상 필터링

ex) 회원과 팀을 조인하면서, 팀 이름이 A인 팀만 조인
JPQL: SELECT m, t FROM Member m LEFT JOIN m.team t on t.name = ‘A’
SQL: SELECT m., t. FROM Member m LEFT JOIN Team t ON m.TEAM_ID = t.id and t.name = ‘A’

2. 연관 관계 없는 엔티티 외부 조인

ex) 회원의 이름과 팀의 이름이 같은 대상 외부 조인
JPQL: SELECT m, t FROM Member m LEFT JOIN Team t on m.username = t.name
SQL: SELECT m., t. FROM Member m LEFT JOIN Team t ON m.username = t.name

서브 쿼리

나이가 평균보다 많은 회원
select m from Member m where m.age > (select avg(m2.age) from Member m2)
한 건이라도 주문한 고객
select m from Member m where (select count(o) from Order o whrer m = o.member) > 0

서브 쿼리 지원 함수

[NOT] EXISTS: 서브 쿼리에 결과가 존재하면 참
- { ALL ANY SOME }
- ALL 모두 만족하면 참
- ANY, SOME: 조건을 하나라도 만족하면 참
[NOT] IN: 서브 쿼리의 결과 중 하나라도 같은 것이 있으면 참

서브 쿼리 - 예제

팀 A 소속인 회원
select m from Member m where exists (select t from m.team t where t.name = '팀 A)
전체 상품 각각의 재고보다 주문량이 많은 주문들
select o from Order o whre o.orderAmount > ALL (select p.stockAmount from Product p)
어떤 팀이든 팀에 소속된 회원
select m from Member m where m.team = ANY (select t from Team t)

JPQL 타입 표현

문자: ‘HELLO’, ‘She’’s’
숫자: 10L(Long), 10D(Double), 10F(Float)
Boolean: TRUE, FALSE
ENUM: jpabook.MemberType.Admin (패키지명 포함)
엔티티 타입: TYPE(m) = Member (상속 관계에서 사용)

JPQL 기타

SQL과 문법이 같은 식
EXISTS, IN
AND, OR, NOT
=, >, >=, <, <=, <>
BETWEEN, LIKE, IS NULL

조건식 - CASE 식

기본 CASE 식

  
select
    case when m.age <= 10 then '학생요금'
         when m.age >= 60 then '경로요금'
         else '일반요금'
    end
from Member m

단순 CASE 식

  
select
    case t.name
        when '팀A' then '인센티브110%'
        when '팀B' then '인센티브120%'
        else '인센티브105%'
    end
from Team t

조건식 - CASE 식

COALESCE: 하니씩 조회해서 null이 아니면 반환
ex) 사용자 이름이 없으면 이름 없는 회원을 반환
` select coalesce(m.username,’이름 없는 회원’) from Member m `
NULLIF: 두 값이 같으면 null 반환, 다르면 첫번째 값 반환
ex) 사용자 이름이 ‘관리자’면 null을 반환하고 나머지는 본인의 이름을 반환
select NULLIF(m.username, '관리자') from Member m

JPQL 기본 함수

CONCAT
SUBSTRING
TRIM
LOWER, UPPER
LENGTH
LOCATE
ABS, SQRT, MOD
SIZE, INDEX(JPA 용도)

사용자 정의 함수 호출

하이버네이트는 사용전 방언에 추가해야 한다
- 사용하는 DB 방언을 상속 받고, 사용자 정의 함수를 등록한다.
- select function('group_concat', i.name) from Item i

JPQL - 경로 표현식

경로 표현식

.(점)을 찍어 객체 그래프를 탐색하는 것

경로 표현식 용어 정리

상태 필드(state field): 단순히 값을 저장하기 위한 필드 (m.username)
연관 필드(associatio field): 연관관계를 위한 필드
- 단일 값 연관 필드: @ManyToOne, @OneToOne, 대상이 엔티티(m.team)
- 컬렉션 값 연관 필드: @OneToMany, @ManyToMany, 대상이 걸렉션(m.orders)

경로 표현식 특징

상태 필드(state field): 경로 탐색의 끝, 탐색 X
단일 값 연관 경로: 묵시적 내부 조인(inner join) 발생, 탐색 O
컬렉션 값 연관 경로: 묵시적 내부 조인 발생, 탐색 X
- FROM 절에서 명시적 조인을 통해 별칭을 얻으면 별칭을 통해 탐색 가능

단일 값 연관 경로 탐색

JPQL: select o.member from Order o
SQL: select m.* from Orders o inner join Member m on o.member_id = m.id

명시적 조인, 묵시적 조인

명시적 조인: join 키워드 직접 사용
- select m from Member m join m.team t
묵시적 조인: 경로 표현식에 의해 묵시적으로 SQL 조인 발생(내부 조인만 가능)
- select m.team from Member m

경로 탐색을 사용한 묵시적 조인 시 주의사항

항상 내부 조인
컬렉션은 경로 탐색의 끝, 명시적 조인을 통해 별칭을 얻어야함
경로 탐색은 주로 SELECT, WHERE 절에서 사용하지만 묵시적 조인으로 인해 SQL의 FROM(JOIN) 절에 영향을 줌

실무 조언

가급적 묵시적 조인 대신에 명시적 조인 사용
조인은 SQL 튜닝에 중요 포인트
묵시적 조인은 조인이 일어나는 상황을 한눈에 파악하기 어려움

JPQL - 페치 조인(fetch join)

실무에서 매우 중요함 ( N + 1 문제 해결 위해)

페치 조인(fetch join)

SQL 조인 종류 X
JPQL에서 성능 최적화를 위해 제공하는 기능
연관된 엔티티나 컬렉션을 SQL 한 번에 함께 조회하는 기능
join fetch 명령어 사용

엔티티 페치 조인

회원을 조회하면서 연관된 팀도 함께 조회(SQL 한번에)
SQL을 보면 회원 뿐만 아니라 팀도 함께 SELECT
[JPQL] select m from Member m join fetch m.team
[SQL] select M.*, T.* FROM MEMBER M INNER JOIN TEAM T ON M.TEAM_ID=T.ID

페치 조인 사용 코드

  
String jpql = "select m from Member m join fetch m.team";
List<Member> members = em.createQuery(jpql, Member.class)
                         .getResultList();
for (Member member : members) {
    //페치 조인으로 회원과 팀을 함께 조회해서 지연 로딩X
    System.out.println("username = " + member.getUsername() + ", " +
                       "teamName = " + member.getTeam().name()); 
}

이때 select 문은 한번만 나간다
그 이유는? fetch join을 해서 즉시 로딩(EAGER fetch)로 연관된 엔티티를 한번의 select 문으로 가져오기 때문에!!

컬렉션 페치 조인

일대다 관계, 컬렉션 페치 조인
[JPQL] select t from Team t join fetch t.members where t.name = ‘팀A’
[SQL] SELECT T.*, M.* FROM TEAM T INNER JOIN MEMBER M ON T.ID = M.TEAM_ID WHERE T.NAME = ‘팀A’

컬렉션 페치 조인 사용 코드

  
String jpql = "select t from Team t join fetch t.members where t.name = '팀A'"
List<Team> teams = em.createQuery(jpql, Team.class).getResultList();

for(Team team : teams) {
    System.out.println("teamname = " + team.getName() + ", team = " + team);
    for (Member member : team.getMembers()) {
        //페치 조인으로 팀과 회원을 함께 조회해서 지연 로딩 발생 안함
        System.out.println(“-> username = " + member.getUsername()+ ", member = " + member);
    }
}

이때 가져오는 데이터를 보면 중복 엔티티가 발생한다.

페치 조인과 DISTINCT

SQL의 DISTINCT는 중복된 결과를 제거하는 명령
JPQL의 DISTINCT는 2가지 기능 제공
- SQL에 DISTINCT를 추가
- 애플리케이션에서 엔티티 중복 제거
하이버네이트 6 부터는 DISTINCT 명령어를 사용하지 않아도 애플리케이션에서 중복 제거가 자동으로 적용됩니다.

페치 조인과 일반 조인의 차이

일반 조인으로 SELECT을 할 때는 연관된 엔티티의 프록시를 가져와서 연관된 엔티티의 값을 사용할 때 프록시를 초기화, 즉 SELECT 문을 한번 더 사용해야 한다.
페치 조인을 사용할 때만 연관된 엔티티도 함께 조회(즉시 로딩
페치 조인은 객체 그래프를 SQL 한번에 조회하는 개념

페치 조인의 한계

페치 조인 대상에는 별칭을 줄 수 없다.
- 하이버네이트는 가능, 가급적 사용 X
둘 이상의 컬렉션은 페치 조인 할 수 없다.
컬렉션을 패치 조인하면 페이징 API를 사용할 수 없다.

페치 조인의 특징

연관된 엔티티들을 SQL 한 번으로 조회 - 성능 최적화
엔티티에 직접 적용하는 글로벌 로딩 전략보다 우선함
실무에서 글로벌 로딩 전략은 모두 지연 로딩
최적화가 필요한 곳은 페치 조인 적용

페치 조인 - 정리

모든 것을 페치 조인으로 해결할 수는 없음
페치 조인은 객체 그래프를 유지할 때 사용하면 효과적
여러 테이블을 조인해서 엔티티가 가진 모양이 아닌 전혀 다른 결과를 내야 하면, 페치 조인보다는 일반 조인을 사용하고 필요한 데이터들만 조회해서 DTO로 반환하는 것이 효과적

Named 쿼리 - 정적 쿼리

미리 정의해서 이름을 부여해두고 사용하는 JPQL
정적 쿼리
어노테이션, XML에 정의
애플리케이션 로딩 시점에 초기화 후 재사용 -> 1차 캐시
애플리케이션 로딩 시점에 쿼리를 검증

JPQL - 벌크 연산

재고가 10개 미만인 모든 상품의 가격을 인상하려고 하면?
JPA 변경 감지 기능으로 실행하려면 너무 많은 SQL 실행
1. 재고가 10개 미만인 상품을 리스트로 조회한다.
2. 상품 엔티티의 가격을 인상한다.
3. 트랜잭션 커밋 시점에 변경 감지가 동작한다.
변경된 데이터가 100건이라면 100번의 UPDATE SQL 실행

벌크 연산 예제

쿼리 한 번으로 여러 테이블 로우 변경(엔티티)
excuteUpdate()의 결과는 영향 받은 엔티티 수 반환
UPDATE, DELETE 지원

INSERT(insert into .. select, 하이버네이트 지원)

  
String qlString = "update Product p " +
                "set p.price = p.price * 1.1 " + 
                "where p.stockAmount < :stockAmount"; 
int resultCount = em.createQuery(qlString)
                  .setParameter("stockAmount", 10) 
                  .executeUpdate();

벌크 연산 주의

벌크 연산은 영속성 컨텍스트를 무시하고 DB에 직접 쿼리
- 해결 방법
  - 벌크 연산을 먼저 실행하고 영속성 컨테스트 실행
  - 벌크 연산 수행 후 영속성 컨텍스트 초기화
    - spring data jpa 에서 @Modifying 라는 어노테이션으로 자동으로 초기화 지원

References: 김영한 - [자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편]

강의 Spring boot & JPA, 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍

This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.

10. 객체지향 쿼리 언어

객체지향 쿼리 언어(JPQL)

JPA는 다양항 쿼리 방법을 지원

JPQL

JPQL

Criteria 소개

QueryDSL 소개

네이티브 SQL 소개

JDBC 직접 사용, SpringJdbcTemplate 등

JPQL(Java Persistence Query Language)

JPQS - 기본 문법과 기능

JPQL 문법

TypeQuery, Query

결과 조회 API

파라미터 바인딩 - 이름 기준, 위치 기준

프로젝션

프로젝션 - 여러 값 조회

페이징 API

조인

조인 - ON 절

조인 부가 설명

1. 조인 대상 필터링

2. 연관 관계 없는 엔티티 외부 조인

서브 쿼리

서브 쿼리 지원 함수

서브 쿼리 - 예제

JPQL 타입 표현

JPQL 기타

조건식 - CASE 식

조건식 - CASE 식

JPQL 기본 함수

사용자 정의 함수 호출

JPQL - 경로 표현식

경로 표현식

경로 표현식 용어 정리

경로 표현식 특징

단일 값 연관 경로 탐색

명시적 조인, 묵시적 조인

경로 탐색을 사용한 묵시적 조인 시 주의사항

실무 조언

JPQL - 페치 조인(fetch join)

실무에서 매우 중요함 ( N + 1 문제 해결 위해)

페치 조인(fetch join)

엔티티 페치 조인

페치 조인 사용 코드

컬렉션 페치 조인

컬렉션 페치 조인 사용 코드

페치 조인과 DISTINCT

페치 조인과 일반 조인의 차이

페치 조인의 한계

페치 조인의 특징

페치 조인 - 정리

Named 쿼리 - 정적 쿼리

JPQL - 벌크 연산

벌크 연산 예제

벌크 연산 주의

References: 김영한 - [자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편]

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