JDBC

본 게시글은 인프런 김영한 선생님 강의 스프링 DB 1편을 완강하고 배운 것을 남기고자 적은 포스팅입니다.

강의 링크는 아래와 같습니다.

https://www.inflearn.com/course/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-db-1/dashboard

스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리 - 인프런 | 강의

JDBC란

JDBC는 Java Database Connectivity의 약어로 자바에서 데이터베이스에 접속할 수 있도록 하는 자바 API다.
JDBC는 데이터베이스에서 자료를 쿼리하거나 업데이트하는 방법을 제공한다.

 

어쩌다가 JDBC가 등장하게 되었을까??

보통 웹 애플리케이션은 비즈니스에서 사용하는 각종 데이터를 보통 데이터베이스에 보관한다.

클라이언트는 애플리케이션 서버를 통해 데이터를 생성하거나 조회하면, 애플리케이션 서버는 크게 3가지 과정을 거쳐서 데이터베이스를 사용한다.

 

1. 커넥션 연결 : 주로 TCP/IP를 이용해서 커넥션을 연결한다.
2. SQL 전달 : 애플리케이션 서버는 DB가 이해할 수 있는 SQL을 연결된 커넥션을 통해 DB에 보낸다.
3. 결과 응답 : DB는 전달된 SQL을 수행하고 그 결과를 응답한다. 애플리케이션 서버는 응답 결과를 활용한다.

데이터베이스의 일반적인 사용법

그런데 여기서 한 가지 문제가 존재한다.
세상에는 정말 다양한 데이터베이스가 존재한다. (MySQL, Oracle, MSSQL 등)
그런데 데이터베이스마다 커넥션을 연결하는 방법, SQL 전달 방법, 그리고 결과를 응답 받는 방법이 모두 다르다.
물론 데이터베이스마다 쿼리문이 다른 경우도 존재한다. 

여기에는 2가지 문제가 있다.

 

1. 데이터베이스를 사용하다가 다른 데이터베이스로 변경하려면 애플리케이션 서버에 개발된 데이터베이스 사용 코드도 함께 변경해야 한다.
2. 개발자가 각각의 데이터베이스마다 커넥션 연결, SQL 전달, 그리고 그 결과를 응답 받는 방법을 새로 학습해야 한다.

이런 문제를 해결하기 위해 자바 표준인 JDBC가 등장한 것이다. 추상화를 통해 문제를 해결한 것이라고 생각한다.

JDBC 표준 인터페이스

JDBC는 아래와 같은 3가지 기능을 표준 인터페이스로 정의해서 제공한다.

 

• java.sql.Connection - 연결
• java.sql.Statement - SQL을 담은 내용
• java.sql.ResultSet - SQL 요청 응답

개발자는 이제 위 표준 인터페이스만 사용해서 개발하면 된다.
물론 인터페이스만 존재한다고 해서 동작하지는 않는다. 당연히 인터페이스를 구현하는 구현체가 필요하다.
이 JDBC 표준 인터페이스를 가지고 각각의 DB 벤더(회사)에서 자신의 DB에 맞도록 구녀해서 라이브러리로 제공한다.
이것을 JDBC 드라이버라고 한다.
예시를 들어 MySQL DB에 접근할 수 있는 것은 MySQL JDBC 드라이버라고 한다.

이제 개발자들은 위의 2가지 문제를 해결했다.

 

1. 애플리케이션 로직이 이제 JDBC 표준 인터페이스에만 의존한다. 따라서 다른 데이터베이스를 다른 종류의 데이터베이스로 변경하고 싶으면 JDBC 구현 라이브러리만 변경하면된다. 따라서 다른 종류의 데이터베이스로 변경해도 애플리케이션 서버의 사용 코드를 유지할 수 있다.
2. 개발자는 JDBC 표준 인터페이스 사용법만 학습하면 된다. 이것을 수많은 데이터베이스에 모두 적용하기 때문이다.
   참고로 JDBC로 많은 것들이 편리해졌지만, 페이징 같은 것은 여전히 해당 데이터페이스에 맞게 써야한다. JPA를 사용해 이를 해결할 수 있다.

JDBC 최신 기술

JDBC 최신 기술은 크게 SQL Mapper과 ORM 기술이 있다.

 

• SQLMapper : SQL만 직접 작성하면 나머지 번거로운 일은 SQL Mapper가 대신해준다. 
  장점 : SQL만 사용할 줄 알면 바로 사용할 수 있다. JDBC의 반복 코드를 제거하고 SQL 응답 결과를 객체로 편리하게 변환해준다.
  단점 : 개발자가 모든 SQL을 작성해야 한다.
  대표 기술은 JdbcTemplate, MyBatis 등이 있다.
• ORM : 객체를 관계형 데이터베이스 테이블과 매핑하는 기술이다. ORM 기술이 SQL을 동적으로 만들어 실행해준다.
  장점 : SQL을 작성하지 않아 개발 생산성이 매우 높아진다. 
  단점 : 쉬운 기술이 아니므로 깊이 있는 학습이 필요하다.

모든 기술은 JDBC를 기반으로 동작하므로 JDBC를 이해하는 것이 중요하다.

 

이제 실제로 JDBC를 사용해서 실제 데이터베이스에 연결하는 코드를 간단하게 작성해보자.

아래 클래스는 데이터베이스에 접속하는데 필요한 기본 정보를 편리하게 제공하기 위해 만든 상수다.

public abstract  class ConnectionConst {
    public static final String URL = "jdbc:h2:tcp://localhost/~/~springDBOne";
    public static final String USERNAME = "sa";
    public static final String PASSWORD = "";
}

다음은 데이터베이스에 연결하기 위한 클래스다.

public class DBConnectionUtil {
    public static Connection getConnection(){
        try{
            Connection connection = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
            log.info("get Connection={}, class ={}",connection, connection.getClass());
            return connection;

        }catch (SQLException e){
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }
}

• 데이터베이스에 연결하려면 JDBC가 제공하는 DriverManager.getConnection()을 사용해야 한다.
• 이러면 라이브러리에 있는 데이터베이스 드라이버를 찾아서 해당 드라이버가 제공하는 커넥션을 반환해준다.

JDBC DriverManager는 라이브러리에 등록된 DB 드라이버들을 관리하고, 커넥션을 획득하는 기능을 제공한다.

그러면 어떻게 커넥션을 획득할까?

 

1. 먼저 애플리케이션 로직에서 DriverManager.getConnection 메소드를 호출한다.
2. DriverManager는 라이브러리에 등록된 드라이버 목록을 자동으로 인식한다. 이 드라이버들에게 순서대로 다음 정보를 넘겨서 커넥션을 획득할 수 있는지 확인한다.
   • URL : jdbc:h2:tcp://localhost/~/~springDBOne
   • 유저네임, 패스워드 등 접속에 필요한 정보들
   • 여기서 각각의 드라이버는 URL과 정보들을 체크해서 본인이 처리할 수 있는 요청인지 확인한다.
   • 예를 들어 jdbc:h2로 시작하면 이건 h2 데이터베이스에 접근하기 위한 규칙이다. 따라서 H2 드라이버는 본인이 처리할 수 있으므로 실제 데이터베이스에 연결해서 커넥션을 획득하고 이 커넥션을 리턴한다.
   • 반면 jdbc:h2로 시작했는데, MySQL 드라이버가 먼저 실행되면 이 경우는 본인이 처리할 수 없다는 결과를 반환하고, 다음 드라이버 순서로 넘어간다.
3. 이렇게 찾은 커넥션 구현체가 리턴된다.

이제 JDBC를 사용해 멤버 클래스 객체를 저장하는 MemberRepositoryV0 클래스 코드를 살펴보자.

굉장히 지저분한 코드다. 순수 JDBC를 사용하면 이렇게 해야 한다고 한다. 

@Slf4j
public class MemberRepositoryV0 {
    public Member save(Member member) throws SQLException {
        String sql = "insert into member(member_id, money) values (?, ?)";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null; // 이걸 가지고 DB에 쿼리를 날린다.

        try{
            con = getConnection(); //커넥션을 가져온다.
            pstmt = con.prepareStatement(sql); //데이터베이스에 전달할 SQL과 파라미터로 전달할 데이터들을 준비한다.

            //여기서 SQL 파라미터 바인딩을 진행한다.
            pstmt.setString(1, member.getMemberId());
            pstmt.setInt(2, member.getMoney());

            pstmt.executeUpdate();

            /**
             * Statement 를 통해 준비된 SQL을 커넥션을 통해 실제 데이터베이스에 전달한다.
             * 참고로 executeUpdate() 은 int 를 반환하는데 영향받은 DB row 수를 반환한다. 여기서는 하나의 row를 등록했으므로 1을 반환한다.
             */

            return member;
        }catch (SQLException e){
            log.error("db error", e);
            throw e;
        }
        finally{
            //안 닫으면 리소스 누수 발생
            //pstmt.close(); //근데 여기서 문제가 터지면 con이 닫히지 않는다. 고로 이것은 또 try catch 문으로 감싸줘야 한다..
            //con.close();

            close(con, pstmt, null);
        }
    }

    private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
        if (rs != null) {
            try {
                rs.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.info("error", e);
            } }
        if (stmt != null) {
            try {
                stmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.info("error", e);
            }
        }
        if (con != null) {
            try {
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.info("error", e);
            }
        }
    }

    private Connection getConnection() {
        return DBConnectionUtil.getConnection();
    }
}

중요한 포인트만 몇 가지 확인해보겠다.

 

• DBConnectionUtil의 메소드 getConnection()을 이용해 DB 커넥션을 획득한다.
• String 변수에 sql문을 작성한다.
• con.perpareStatment(sql) 데이터베이스에 전달할 SQL과 매개변수로 전달할 데이터들을 준비한다.
• 데이터를 바인딩할 때 자리를 지정하면서 setString(), setInt()를 사용했다.
• pstmt.executeUpdate() : Statement를 통해 준비된 SQL을 커넥션을 통해 실제 데이터베이스에 전달한다. 참고로 리턴 값은 int인데 이는 영향 받은 DB row 수를 반환한다고 한다. 보통 생성, 삭제, 수정에 사용하는 메소드다. 조회에서는 executeQuery() 메소드를 사용한다.
• 쿼리를 실행하고 나면 리소스를 정리해야 한다. 리소스를 정리할 때는 선언한 리소스 순서의 역순으로 진행해야 한다.
• 리소스는 꼭 정리해야하므로 예외가 발생하든, 항상 수행되어야 하므로 finally 구문에서 작성한다.
  또한 여기서 다시 try catch문으로 검증을 하는 부분을 확인할 수 있다.
• 이렇게 리소스를 정리하지 않으면, 리소스 누수가 발생해, 결과적으로 커넥션 부족으로 장애가 발생할 수 있다.

더 많은 코드와 테스트 코드가 있지만 그것은 강의를 통해 확인하면 좋을 것 같다.

 

이상으로 포스팅을 마칩니다!