[JPA] 연관관계 매핑 정리

JPA에서 연관관계 매핑이란 개념에 대해 알아보기 전에, 왜 연관관계 매핑이라는 것을 해야 하는지 알아야 한다.

 

🤔 연관관계 매핑을 왜 해야 할까?

간단하게 말하자면 객체지향 패러다임과 데이터베이스의 패러다임이 일치하지 않기 때문이다.

JPA를 사용하면서 이런 패러다임 불일치 문제를 해결하는데,

데이터베이스의 테이블 설계대로 객체를 설계한다면 객체 중심적인 코드를 작성하지 못하게 되고, 데이터 중심적인 코드가 될 수밖에 없다.

 

예시를 살펴보자.

1. Actor 테이블과 Musical 테이블이 있다.

2. 배우는 하나의 뮤지컬에 출연할 수 있다.

3. 배우와 뮤지컬은 다대일 관계이다.

 

위와 같은 요구사항에 대한 테이블을 아래와 같이 설계할 수 있다.

테이블 연관관계

이를 객체로 바로 옮겨서 설계한다면 다음과 같은 엔티티가 만들어질 것이다.

@Entity
public class Actor {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "musical_id")
    private Long musicalId; // 테이블의 외래키를 필드로 갖는다.
    
    @Column(name = "name");
    private String name;
}

@Entity
public class Musical {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "title")
    private String title;
}

이렇게 된다면, 배우가 출연하는 뮤지컬에 대한 정보를 얻기 위해서는 코드를 다음과 같이 작성해야 한다.

Actor actor = em.find(Actor.class, actorId);
Musical musical = em.find(Musical.class, actor.getMusicalId());

Actor와 Musical 객체 간의 참조가 없으므로, 식별자로 다시 조회해야 한다.

이는 객체지향스러운 방법이 아니다.

 

테이블은 외래키로 연관된 테이블을 조인해서 찾지만,

객체는 참조를 통해서 연관된 객체를 찾는다는 점이 가장 큰 차이점이자 해결해야 할 부분이다.

 

그렇다면 이를 어떻게 풀어내는지 알아보자!

 

🔗 연관관계 매핑

연관관계 매핑에는 크게 4가지가 있다.

• 다대일 N:1
• 일대다 1:N
• 일대일 1:1
• 다대다 N:M

데이터베이스의 관계를 객체 간의 관계로 매핑하는 것이다.

여기서 주의할 점은 테이블은 외래키 하나로 양쪽 테이블을 조인할 수 있다. 

그런데 객체는 참조하는 필드가 있는 쪽으로만 참조할 수 있다. 그래서 한쪽만 참조하면 단방향, 양쪽이 서로 참조하면 양방향이라고 한다.

하나씩 위의 예시를 바탕으로 살펴보자.

📌 다대일 N:1

다대일 단방향 

먼저 위의 예시에서 외래키를 필드로 갖지 않고, 객체를 참조하도록 수정하면 다음과 같다.

@Entity
public class Actor {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "musical_id")
    private Musical musical;
    
    @Column(name = "name");
    private String name;
}

@Entity
public class Musical {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "title")
    private String title;
}

 

@ManyToOne을 통해 다대일 관계를 지정하고, @JoinColumn을 통해 Actor 객체의 Musical이 테이블의 musical_id와 매핑된다.

Actor는 Musical을 알 수 있지만, Musical은 Actor를 모른다.

이것이 다대일 단방향이다.

다대일 단방향

다대일 양방향

그렇다면 테이블처럼 양 쪽 객체가 서로를 알려면 어떻게 할 수 있을까?

다음과 같은 연관관계를 양방향 연관관계라고 한다.

다대일 양방향

Musical이 List<Actor> 를 가지면 Muscial에서도 Actor를 알 수 있다.

하지만 테이블에서는 Actor가 Musical의 키만 가지고 있어도 서로를 알 수 있기 때문에, 굳이 Muscial 테이블이 Actor 필드를 따로 가질 필요가 없다. (애초에 테이블을 그렇게 설계하는 것이 불가능하지는 않지만 옳지 않다.)

그래서 양방향 연관관계를 다음과 같이 구현한다. 

@Entity
public class Actor {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "musical_id")
    private Musical musical;
    
    @Column(name = "name");
    private String name;
}

@Entity
public class Musical {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "title")
    private String title;
    
    @OneToMany(mappedBy = "musical")
    private List<Actor> actors = new ArrayList<>();
}

Actor는 그대로이고, Musical에 List<Actor>를 추가한다.

@OneToMany를 통해 Musical과 Actor가 일대다 관계라는 것을 지정하고(다대일의 반대이기 때문), mappedBy라는 속성을 musical로 지정한다.

 

여기서 중요한 개념이 등장한다.

객체를 양방향 관계로 가져가려면 Musical -> Actor, Actor -> Musical로 참조가 양쪽에 있다.

그런데 테이블 입장에서는 두 테이블 중에서 외래 키를 관리할 곳을 정해야 한다. 

이때 외래 키를 관리하는 참조를 연관관계의 주인이라고 한다.

그 연관관계 주인의 반대편은 외래 키에 영향을 주지 않고, 단순히 조회만 가능하다.

Musical 객체의 actors는 연관관계의 주인이 아니기 때문에, 테이블에는 전혀 영향을 주지 않는 필드이고, 조회만 가능하다.

Actor 객체의 musical 필드가 외래키를 관리하는 참조라는 것을 나타내기 위해 mappedBy 속성으로 해당 필드를 지정한다.

📌 일대다 1:N

일대다는 일(1)을 가진 쪽에서 외래키를 관리하는 관계이다. (1이 연관관계의 주인)

일대다 단방향

설계를 살짝 바꿔서 Muscial 객체가 Actor들을 가지고 있지만, Actor 객체는 Muscial을 가지고 있지 않는 경우에 일대다 단방향 관계가 된다.

객체 설계로써는 가능한 일이지만, 테이블 설계로써는 일(1) 쪽에 외래키를 갖게 하는 것이 안된다(고 볼 수 있다).

그래서 무조건 다(N) 쪽에 외래키가 존재한다.

일대다 단방향

결국 위와 같이 반대편 테이블의 외래키를 관리하는 이상한(?) 구조가 된다.

@Entity
public class Actor {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "name");
    private String name;
}

@Entity
public class Musical {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "title")
    private String title;
    
    @OneToMany
    @JoinColumn(name = "musical_id")
    private List<Actor> actors = new ArrayList<>();
}

Musical 객체의 List<Actor>에  @JoinColumn을 걸어주고 속성을 musical_id로 지정해 주면 된다.

 

일대다 단방향의 경우, 엔티티가 관리하는 외래 키가 다른 테이블에 있어서 추가로 Update 쿼리가 실행된다.

Actor actor =  new Actor("배우");
Musical musical = new Musical("뮤지컬");
musical.getActors().add(actor); // <- 이 때 Actor 테이블에 Update 쿼리가 날라감

위의 경우에 Actor와 Musical에 대한 Insert 쿼리가 순서대로 수행된 이후에,

musical에 actor를 추가하면, Actor 테이블에 musical_id를 수정하기 위해 update 쿼리가 수행된다.

 

이와 같이 다른 테이블에 쿼리가 날아가기 때문에 쉽게 파악하기 어렵다는 단점이 있다.

일대다 양방향

일대다 양방향 관계도 가능하다. 이 매핑은 공식적으로 존재하는 것은 아니라고 한다. (억지로 가능)

연관관계의 주인은 일 쪽(Musical)이고 싶은데, 다 쪽(Actor)에서도 조회하고 싶다면 다음과 같이 작성하면 된다.

@Entity
public class Actor {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "name");
    private String name;
    
    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "musical_id", insertable = false, updatable = false)
    private Musical musical;
}

@Entity
public class Musical {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "title")
    private String title;
    
    @OneToMany
    @JoinColumn(name = "musical_id")
    private List<Actor> actors = new ArrayList<>();
}

Actor에서 @JoinColumn을 통해 마치 연관관계의 주인인 것처럼 지정을 하고, insertable = false, updatable = false를 설정해 주면 된다. 이렇게 하면 읽기 전용 필드가 된다.

여기서 주의할 점은 insertable과 updatable을 꼭! false로 설정해주어야 한다. (그렇지 않으면 양쪽 다 연관관계의 주인이 되어버린다.)

일대다 양방향

📌 일대일 1:1

일대일 관계는 그 반대도 일대일 관계이다.

그래서 일대일 관계에서는 두 테이블 중 하나를 선택해서 외래키를 넣을 수 있다.

 

그럼 비즈니스 로직을 살짝 추가해 보자.

1. 하나의 뮤지컬에는 하나의 극장에서 공연된다.

2. 극장은 하나의 뮤지컬만 공연할 수 있다.

그럼 뮤지컬과 극장은 일대일 관계이다.

 

여기서 주 테이블이 Musical, 대상 테이블이 Theater라고 생각하고 여러 케이스를 살펴본다.

일대일 단방향 - 주 테이블에 외래키

주 테이블인 Musical에 Theater의 외래키를 저장한다.

일대일 단방향 - 주 테이블에 외래키

@Entity
public class Theater {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "name");
    private String name;
}

@Entity
public class Musical {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "title")
    private String title;
    
    @OneToOne
    @JoinColumn(name = "theater_id")
    private Theater theater;
}

Musical의 Theater 필드에 @OneToOne을 통해 일대일 관계를 지정한다. (@ManyToOne과 유사함)

일대일 양방향 - 주 테이블에 외래키

양방향도 아주 간단하다. Theater 엔티티에 Musical 필드를 추가해 주면 된다!

@Entity
public class Theater {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "name");
    private String name;
    
    @OneToOne(mappedBy = "theater")
    private Musical musical;
}

그럼 다음과 같은 구조로 표현이 된다.

일대일 양방향 - 주 테이블에 외래키

일대일 단방향 - 대상 테이블에 외래키

그렇다면 Musical의 Theater가 연관관계 주인이고 싶은데, 외래키가 대상 테이블에 있는 경우는 어떻게 될까?

 

일대일 단방향 - 대상 테이블에 외래키(불가능)

이 경우는 방법이 없다. JPA에서 지원 자체를 하지 않는다고 한다.

하지만 양방향 관계는 가능하다!

일대일 양방향 - 대상 테이블에 외래키

일대일 양방향 - 대상 테이블에 외래키

매핑 방법은 앞서 설명한 주 테이블에 외래키 양방향과 동일하다.

@Entity
public class Musical {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "title")
    private String title;
    
    @OneToOne(mappedBy = "musical")
    private Theater theater;
}

@Entity
public class Theater {
	
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;
    
    @Column(name = "name");
    private String name;
    
    @OneToOne
    @JoinColumn(name = "musical_id")
    private Musical musical;
}

일대일 관계는 주 테이블에 외래키를 둘 것인지, 대상 테이블에 외래키를 둘 것인지 상황에 따라 잘 고려해서 선택하면 좋을 것 같다.

 

내가 일대일 관계에서 겪었던 상황 👻

프로젝트를 진행하면서 일대일 관계를 다룰 일이 있었는데, 

객체 입장에서 주요 객체(Member)가 다른 객체(MemberProfile)를 가지고 있는 것이 의미상 적절하고, Member를 조회할 때 MemberProfile도 함께 조회하는 일이 대부분일 것이라고 판단하여 그렇게 설계를 진행했었다.

그러다 보니 주 테이블이 외래키를 가지는 형태로 테이블이 설계가 되었다.

  

이렇게 되었을 때, 객체를 탐색하기에는 아주 편리했지만, 한 가지 단점이 있었다.

Member를 저장해야 할 때,  MemberProfile이 무조건 존재해야 했다. 

초반에 회원가입을 할 때 회원 프로필 정보는 받지 않고 추후에 추가하는 식으로 로직을 구성했는데, 그렇게 하니 외래키에 NUll값을 허용해야 했다. 그래서 회원가입 시에 프로필 정보도 함께 저장하도록 로직을 수정한 경험이 있다.

 

그렇다고 무작정 대상 테이블에 외래키를 둘 것인가 하면 그것도 고민해봐야 할 것 같다.

우선 MemberProfile을 조회하기 위해서 MemberProfile을 따로 조회해와야 한다. (이전에는 Member 조회 시 함께 조회 가능)

그리고 MemberProfile 객체가 Member객체를 가지고 있는 게 객체 입장에서는 조금 어색하다.

 

이런 점들을 잘 고려해서 설계를 하면 좋을 것 같다. 😎

 

📌 다대다 N:M

다대다 관계는 관계형 데이터베이스에서 정규화된 테이블 2개로 표현할 수 없다.

다대다 관계를 표현하기 위해서는, 테이블 중간에 연결 테이블을 두고 일대다, 다대일 관계로 풀어야 한다.

객체는 컬렉션을 사용해서 객체 2개로 다대다 관계를 표현할 수 있다. 

 

그래서 JPA에서도 @ManyToMany를 이용해서 다대다 관계를 표현할 수는 있지만, 거의 사용하지 않는다고 한다.

그래서 다대다 관계를 설계해야 할 때는 다음과 같이 하면 된다.

@ManyToMany -> @OneToMany, @ManyToOne

예를 들어, 뮤지컬이 여러 극장에서 공연될 수 있고, 하나의 극장에서도 여러 뮤지컬을 공연할 수 있다고 하자.

다대다

위와 같이 중간 테이블(또는 객체)를 두고 일대다, 다대일 관계로 풀어냈다.

 

---

이렇게 네 가지 연관관계 매핑 방법에 대해서 알아보았다. 

단방향, 양방향 등등 표현할 수 있는 방법이 많은 만큼 제대로 알고 사용해야 할 것 같다.

 

프로젝트를 본격적으로 진행하기 전에 연관관계 매핑에 대해 공부만 했을 때는, 양방향 연관관계는 신경 써야 할 포인트들이 많아서 이걸 과연 실무에서도 자주 사용할까? 하는 의문이 많았다.

양방향으로 설정하는 순간 양 쪽 객체에 대해 참조 관계를 잘 설정해줘야 하기 때문에, 오히려 불편하고 버그 가능성만 높아질 것 같다고 생각했다.

그런데 프로젝트를 진행하다 보니 단방향으로만 설계하기에는 한계도 있고, 양방향으로 인해 객체를 조회하기에 편리해진다던지 양방향이 주는 이점도 컸다.

 

언제나 상황에 따라 적절하게 사용하는 것이 좋을 것 같다!