[ORM 표준 JPA] 10장 객체지향 쿼리언어(JPQL) (1)

ORM방식으로 복잡한 쿼리를 만들 수 있게 도와주는 기능입니다.
JPA는 JPQL을 분석해 적절한 SQL을 만들어 DB를 조회합니다.

종류

Native SQL : JPQL 대신 SQL을 사용할 수 있음
QueryDSL : SQL 작성을 도와주는 빌더 클래스 모음

빌더클래스

쿼리를 코드로 작성할 수 있기 때문에 컴파일 시점에 오류가 발생합니다.
쿼리 전용 엔티티(메타모델)를 만들어주는 어노테이션 프로세서가 필요합니다.

QueryDSL

    //준비
    JPAQuery query = new JPAQuery(em);
    QMember member = QMember.member;

    //쿼리, 결과조회
    List<Member> members = 
            query.from(member)
            .where(member.username.eq("kim"))
            .list(member);

직접 SQL

DB 의존적인 쿼리입니다. JPQL이 지원하지 않는 SQL을 작성해야할 때 NativeSQL을 사용합니다.

JDBC, MyBatis 같은 SQL 매퍼 프레임워크

JDBC나 MyBatis를 JPA와 함께 사용하려면 적절한 시점에 영속성 컨텍스트를 강제로 플러시 해야합니다.
JPA를 우회하는 매퍼에 대해 JPA는 인식하지 못하기 때문에 영속성 컨텍스트와 DB의 불일치가 일어나
데이터 무결성을 훼손시킬 수 있기 때문입니다.
이런 이슈를 해결하기 위해선 SQL 실행 직전에 스프링 AOP를 통해 강제 플러시해서
영속성 컨텍스트와 DB를 동기화하는 것입니다.

JPQL

대소문자 구분

• 엔티티와 속성 (Member, username)

엔티티 이름

별칭은 필수

• SELECT username FROM Member m // username -> m.username

프로젝션

SELECT 절에 조회할 대상을 지정하는 것

여러 값을 조회할 땐 쿼리객체 TypedQuery가 아닌 Query를 사용해야 합니다.

DTO객체를 사용할 땐 NEW 명령어를 사용해 코드를 줄일 수 있습니다.

    List<UserDTO> useNewCommandResultList =
            em.createQuery("SELECT new learn.jpa.model.ch10.UserDTO(m.username, m.age)" +
                    "FROM Member m", UserDTO.class).getResultList();

페이징 API

처리하기 까다로운 페이징 SQL을 JPA는 두 API로 추상화했습니다.

• setFirstResult(int startPosition) : 조회 시작 위치(0부터 시작)
• setMaxResults(int maxResult) : 조회할 데이터 수

데이터베이스마다 SQL이 다르며 오라클과 SQLServer는 페이징 쿼리를 따로 공부해야할 정도로 복잡합니다.
하지만 JPA의 DB Dialect 덕분에 같은 API로 처리할 수 있습니다.

집합과 정렬

집합 함수

• COUNT, MAX/MIN, AVG, SUM

GROUP BY, HAVING

• GROUP BY는 통계 데이터를 구할 때 특정 그룹끼리 묶어줍니다. 다음은 팀 이름 기준으로 묶은 예제입니다.HAVING은 GROUP BY와 함께 사용하는데 그룹화한 통계 데이터를 기준으로 필터링합니다.
• SELECT t.name, COUNT(m.age), SUM(m.age), AVG(m.age), MAX(m.age), MIN(m.age) FROM Member m LEFT JOIN m.team t GROUP BY t.name HAVING AVG(m.age) >= 10
• SELECT t.name, COUNT(m.age), SUM(m.age), AVG(m.age), MAX(m.age), MIN(m.age) FROM Member m LEFT JOIN m.team t GROUP BY t.name

통계 쿼리(리포팅 쿼리)는 코드를 수십 라인에서 몇 줄로 처리해줄 수 있습니다. 하지만 통계 쿼리는
전체 데이터를 기준으로 하기때문에 실시간으로 사용하기엔 부담이 많습니다. 따라서 결과가 많다면
통계 결과만 저장하는 테이블을 별도로 만들어 두고==실시간 쿼리를 사용하지 말고 데이터 테이블을 만들자사용자가 적은 새벽에 통계 쿼리를 실행해서 그 결과를
보관하는 것이 좋습니다.

JPQL 조인

내부 조인

    String teamName = "팀A";
    String query = "SELECT m FROM Member m INNER JOIN m.team t WHERE t.name = :teamName";
    List<Member> members = em.createQuery(query, Member.class)
            .setParameter("teamName", teamName)
            .getResultList();   

외부 조인
보통 OUTER를 생략하고 사용합니다.

컬렉션 조인
일대다나 다대다 관계처럼 Collection을 사용하는 곳에 조인하는 것을 컬렉션 조인이라 합니다.

세타 조인

세타 조인은 WHERE절을 이용해 전혀 관계없는 엔티티도 조인을 할 수 있습니다.

--JPQL--
select count(m) from Member m, Team t
where m.username = t.name

--SQL--
SELECT COUNT(M.ID)
FROM
    MEMBER M CROSS JOIN TEAM T
WHERE
    M.USERNAME=T.NAME

JOIN ON 절
보통 WHERE절 사용할 때와 같으므로 OUTER 조인에만 사용합니다.

--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'

페치 조인

JPQL에서 성능 최적화를 위해 제공하는 기능입니다. 연관된 엔티티나 컬렉션을 한 번에 같이 조회하는 기능입니다.
join fetch 명령어로 사용할 수 있습니다.

엔티티 페치 조인

회원 엔티티를 조회하면서 연관된 팀 엔티티도 함께 조회하는 JPQL

select m
from Member m join fetch m.team

• 일반 JPQL과는 다르게 m.team 다음에 별칭이 없는데 페치 조인은 별칭을 사옹할 수 없습니다.
• 지연로딩을 설정했을 때 페치조인은 팀도 함께 조회했기 때문에 프록시가 아닌 실제 엔티티입니다.
  따라서 연관된 팀을 사용해도 지연 로딩이 일어나지 않습니다. 또한 회원 엔티티가 준영속 상태가 되어도
  연관된 팀을 조회할 수 있습니다.
• 참고 : save the transient instance before flushing 오류 발생 시 Child 객체를 Parent 엔티티에
  추가할 때 DB에 저장되어있지 않으면 발생하는 오류입니다. 해결은 cascade={CascadeType.ALL}을
  Parent 엔티티에 Child에 대한 참조를 걸어주는 것으로 가능합니다. 즉 Team부터 영속성 컨텍스트 저장해줘야지 오류가 나지 않습니다. cascade를 잘못 사용할 경우 의도치 않은 update가 자동 실행된다거나 하는 오류가 생길 수 있기 때문입니다.
• 이슈 : 상호참조 메서드 사용 시 @ToString에 exclude 붙여서 사용해줘야 합니다.
  양쪽 엔티티에 @ToString이 걸려있다면 무한루프를 돕니다.

페치조인의 특징과 한계 :

• 글로벌 로딩 전략을 지연로딩으로 두고 @OneToMahy(fetch="FetchType.LAZY), 필요한 곳에서만
  페치 조인을 적용하는 것이 효과적입니다. 페치 조인은 연관된 엔티티를 쿼리 시점에 조회하므로 지연 로딩이 발생되지 않습니다.
  따라서 준영속 상태에서도 객체 그래프를 탐색할 수 있습니다.
• 페치 조인 대상에는 별칭을 줄 수 없습니다.
• 둘 이상의 컬렉션을 페치할 수 없고, 컬렉션을 페치 조인하면 페이징 API를 사용할 수 없습니다.
• 종합하자면 페치 조인은 객체 그래프(형태)를 유지할 때 사용하기 좋고,
  여러 테이블을 조인해서 엔티티가 가진 모양이 아닌 전혀 다른 결과를 내야 한다면 페치 조인보다
  여러 테이블에서 필요한 필드들만 조회해서 DTO로 반환하는 것이 더 효과적일 수 있습니다.

경로탐색

Order 예시

• 상태 필드 탐색 private String name
• 단일 값 연관경로 탐색
  @ManyToOne private Mebmer member + 묵시적 조인
• --JPQL-- select o.member from Order o --SQL-- select m.\* from Order o inner join Member m on o.member\_id = m.id
• 컬렉션 값 연관경로 탐색 @OneToMany private List<OrderItem> orderItems ...
• select t.members from Team t --성공-- select t.members.username from Team t --실패--

경로탐색 묵시적 조인 시 주의사항

• 항상 내부 조인이 발생합니다.
• 컬렉션은 경로 탐색의 끝이며 컬렉션에서 경로 탐색을 하려면 명시적으로 조인을 해서 별칭을 얻어야 합니다.
• 조인이 성능상 차지하는 부분은 아주 큽니다. 묵시적 조인은 조인이 일어나는 상황을
  한눈에 파악하기 어렵기 때문에 이슈가 발생할 수 있는 복잡한 애플리케이션일수록 명시적 조인을 사용해야합니다.

서브쿼리

--나이가 평균보다 많은 회원
select m from Member m
where m.age > (select avg(m2.age) from Member m2)
--한 건이라도 주문한 고객
select o.member from Order o
where (select COUNT(o) from Order o where m= o.member) > 0
--> size 기능을 사용할 경우
select m from Member m
where m.orders.size > 0

종류

• EXISTS : 서브쿼리에 결과가 존재하면 참

select m from Member m
where exists (select t from m.team t where t.name = 'team1')

• ALL, ANY/SOME : 모든 혹은 하나의 조건을 만족하면 참(비교 연산자와 함께 사용)

  select o from Order o
  where o.orderAmount > ALL (select p.stockAmount from Product p)

  select m from Member m
  where m.team = ANY (select t from Team t)

• IN : 결과 중 하나라도 같은 것이 있으면 참

--멤버 20세 이상을 보유한 팀
  select t from Team t
  where t IN (select t2 From Team t2 JOIN t2.members m2 where m2.age >= 20)

조건식

• AND/OR/NOT, IN, Like(%,_), IS [NOT] NULL
• 컬렉션 식*
• IS [NOT] EMPTY
• 스칼라 식*

숫자, 문자, 날짜, case, 엔티티 타입 같은 가장 기본적인 타입들을 말합니다.

Named 쿼리: 정적 쿼리

• 동적 쿼리 : em.createQuery("select ..") 처럼 JPQL을 문자로 완성해서 직접 넘기는 것을 동적 쿼리라 합니다.
• 정적 쿼리 : 미리 정의한 쿼리에 이름을 부여해 필요할 때 사용할 수 있는데 이것을 정적쿼리라고 합니다.
  정적 쿼리는 오류를 빨리 확인할 수 있고, 사용하는 시점에서 파싱된 결과를 재사용하므로 성능상 이점도 있습니다.
  그리고 변하지 않는 정적 SQL이 생성되므로 DB의 조회 성능 최적화에도 도움이 됩니다.
  Named 쿼리는 @NamedQuery 어노테이션을 사용해 자바 코드에 작성하거나 XML 문서에 작성할 수 있습니다.

스터디 중 배운내용

JPQL은 영속성 컨텍스트(cache)에 엔티티가 있더라도 DB에 접근해 조회합니다. 따라서 영속성 컨텍스트에 저장되어 있는 컨텍스트라해도 SELECT가 출력됩니다. 그리고 영속성 컨텍스트와 DB 조회해 가져온 엔티티를 비교한 뒤 같을 경우 DB 조회한 데이터를 버립니다.

EntityManager.flush(), clear() 메서드를 자동화 해주는 어노테이션 @Modifying 설정을 통해 해줄 수 있습니다.

    @BeforeEach
    @Modifying(clearAutomatically = true, flushAutomatically = true)
    void setUp() {
        Team team1 = Team.builder().name("team1").build();
        Team copyTeam1 = Team.builder().name("team1").build();
        Member member1 = Member.builder()
                                .username("name1")
                                .age(20)
                                .team(team1).build();
        em.persist(team1);
        em.persist(member1);
    }

페치 조인(fetch join)에서 Member의 연관 엔티티 Team을 불러올 때 persist 과정에서 Child부터, 즉 Team부터 영속성 컨텍스트 저장해줘야지 save the transient instance before flushing 이런 오류가 나지 않습니다.

---

참고자료: 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 (김영한 저)