JPA 연관 관계 (일대일, 다대일, 단방향, 양방향)

1. Overview

JPA 의 Entity 는 그 자체로 테이블을 나타내기 때문에 어떻게 설계하는지가 중요합니다.

데이터는 테이블에 저장되어 있지만 그걸 사용하는 코드는 객체입니다.

객체와 테이블의 차이점을 알아야 제대로 된 엔티티 설계를 할 수 있습니다.

데이터베이스는 외래키를 이용해서 서로 다른 테이블끼리 상호 작용을 하는데, JPA 에서는 연관 관계라는 걸 이용합니다.

JPA 는 엔티티 사이의 연관 관계를 위해 @OneToOne, @OneToMany, @ManyToOne 라는 어노테이션을 제공합니다.

2. 연관 관계란?

JPA 에서 연관 관계를 매핑할 때 고려해야 할 점은 크게 두 가지가 있습니다.

• 단뱡향, 양방향
• 연관 관계의 주인

2.1. 단방향, 양방향

데이터베이스 관점에서는 Join 을 통해 여러 테이블을 한꺼번에 조회 가능하기 때문에 방향이라는 개념이 없습니다.

그러나 엔티티 (객체) 가 다른 연관된 엔티티를 조회하려면 필드값으로 참조해야 합니다.

예를 들어 Member (1) : Car (N) 관계의 테이블이 있다고 가정합니다.

Member 의 자동차 목록을 가져오기 위해선 List<Car> cars 필드값이 필요합니다.

이를 Member -> Car 단방향 참조라고 합니다.

반대로 Car 엔티티만 존재할 때, 이 자동차의 소유자를 알고 싶다면 Member member 필드값이 필요합니다.

이것 역시 Car -> Member 단방향 참조입니다.

이렇게 Member <-> Car 처럼 각 엔티티가 서로를 단방향으로 참조하고 있는 걸 양방향 참조 라고 합니다.

성능상 문제도 없는데 전부 양방향으로 참조 하면 되지 않을까? 하는 생각이 들 수도 있습니다.

하지만 양방향 참조를 한다는건 엔티티의 필드 갯수가 그만큼 늘어난다는 뜻입니다.

특히 사용자를 나타내는 User, Member, Account 등의 엔티티가 모든 엔티티에 대해 참조를 해버리면 필드 갯수가 어마어마하게 많은 복잡한 클래스가 될 겁니다.

그렇기 때문에 엔티티 설계를 할 때 참조가 꼭 필요하지 않은 상황이라면 단방향 참조만 하는 것을 추천합니다.

2.2. 연관 관계의 주인

두 엔티티가 양방향 관계일 때는 연관 관계의 주인를 정해야 합니다.

연관 관계의 주인이란 외래키를 관리하며 외래키 저장, 수정, 삭제의 권한을 갖는 실질적인 엔티티이고, 주인이 아닌 엔티티는 조회만 가능합니다.

주인이 아닌 엔티티에서 mappedBy 속성을 사용해서 주인 엔티티 필드에 붙이면 됩니다.

연관 관계의 주인은 mappedBy 속성을 사용하지 않습니다.

예를 들어 다대일에서 @ManyToOne 을 사용하는 다(N) 쪽은 항상 연관 관계의 주인이기 때문에 mappedBy 옵션을 지원하지 않습니다.

일반적으로 외래키가 있는 곳을 연관 관계의 주인로 많이 설정합니다. (다대일에서 다 쪽)

3. 일대일 (1:1)

요구사항

• 도메인: 사람(Person), 회사(Compnay), 집(House)
• 회사는 소유자가 존재한다 (Company -> Person)
• 집은 주인이 존재한다 (House -> Person)
• 사람은 집 정보를 갖고 있다 (Person -> House)

우선 사람이라는 공통 Domain Entity 가 존재합니다.

@Entity
public class Person {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    @Column(name = "person_id")
    private Long id;

    @Column(name = "name")
    private String name;

    @OneToOne(mappedBy = "person")
    private House house;
}

3.1. 일대일 (1:1) 단방향

@Entity
public class Company {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    @Column(name = "company_id")
    private Long id;

    @Column(name = "name")
    private String name;

    @OneToOne(cascade = CascadeType.PERSIST)
    @JoinColumn(name = "person_id")
    private Person person;
}

• Company(1) -> Person(1)

두 테이블은 일대일 관계이기 때문에 어느 쪽에서 외래키를 관리할 지만 정하면 됩니다.

어느 쪽에서 참조하냐에 따라 외래키 위치가 정해지기 때문에 설계할 때 신중하게 정하는게 좋습니다.

예를 들어, 사람은 회사를 소유하지 않을 수도 있지만 주인 없는 회사는 일반적으로 없습니다.

객체 지향 관점에서 보면 사람이 회사를 소유하고 있기 때문에 Person 이 Company 필드를 갖는게 자연스럽습니다.

하지만 그렇게 되면 person 테이블이 company_id 라는 외래키 컬럼을 갖게 되는데, 회사를 소유하지 않은 사람은 해당 컬럼값이 null 로 세팅됩니다.

null 값을 갖는 건 데이터베이스 관점에서는 바람직하지 않기 때문에 company 테이블에 person_id 컬럼을 만들면 null 데이터는 사라집니다.

이처럼 객체 지향 관점이냐 데이터베이스 관점이냐에 따라 외래키의 위치가 달라집니다.

또한 나중에 회사를 여러 사람이 공동 소유하거나, 한 사람이 소유할 수 있는 회사가 많아지면서 일대일 관계가 다대일 관계로 확장될 수 있습니다.

어느 쪽이 옳다고 정해진 것은 없으므로 여러 가지 상황과 확장성을 고려해서 테이블 및 엔티티를 설계하는게 좋습니다.

3.2. 일대일 (1:1) 양방향

@Entity
public class House {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    @Column(name = "house_id")
    private Long id;

    @Column(name = "address")
    private String address;

    @OneToOne(cascade = CascadeType.PERSIST)
    @JoinColumn(name = "person_id")
    private Person person;
}

• House(1) <-> Person(1)

양쪽에 @OneToOne 으로 모두 참조값을 넣어주고 mappedBy 로 연관 관계의 주인을 설정해주면 됩니다.

두 엔티티가 서로를 참조할 수 있기 때문에 객체지향 관점에서는 걱정할 것이 없고 데이터베이스 관점으로 정하거나 추후 확장성을 고려해서 연관 관계의 주인을 설정해주는게 좋습니다.

여기서는 Person 객체에서 mappedBy 가 설정되어 있고 House 는 설정하지 않았기 때문에 House 가 연관 관계의 주인이 되어 외래키를 관리합니다.

4. 다대일 (N:1)

요구사항

• 도메인: 학교(School), 학생(Student), 선생(Teacher)
• 한 학교에 여러 학생이 다닐 수 있다 (Student -> School)
• 한 학교에 여러 선생이 근무할 수 있다 (Teacher -> School)
• 학교는 선생님들의 정보를 갖고 있다 (School -> Teacher)

우선 학교라는 공통 Domain Entity 가 존재합니다.

@Entity
public class School {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    @Column(name = "school_id")
    private Long id;

    @OneToMany(mappedBy = "school")
    private List<Teacher> teachers = new ArrayList<>();
}

4.1. 다대일 (N:1) 단방향

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    @Column(name = "student_id")
    private Long id;

    @Column(name = "name")
    private String name;

    @ManyToOne(cascade = CascadeType.PERSIST)
    @JoinColumn(name = "school_id")
    private School school;
}

• Student(N) -> School(1)

다대일은 다(N) 쪽에 외래키가 있는 게 일반적입니다.

@ManyToOne 을 사용해서 School 필드값을 참조하면 되며, School 엔 별다른 설정을 하지 않아도 됩니다.

코드상으로는 학생은 학교의 정보가 있지만 학교 입장에서는 학생들의 정보를 직접적으로 알 수 없습니다.

4.2. 다대일 (N:1) 양방향

@Entity
public class Teacher {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    @Column(name = "teacher_id")
    private Long id;

    @Column(name = "name")
    private String name;

    @ManyToOne(cascade = CascadeType.PERSIST)
    @JoinColumn(name = "school_id")
    private School school;
}

• Teacher(N) <-> School(1)

단방향과 동일하지만 School 도메인에 @OneToMany 적용이 필요합니다.

다대일이기 때문에 참조하는 필드는 List 로 설정합니다.

학교는 teachers 를 통해 선생들의 정보를 알 수 있습니다.

5. 다대일 양방향 관계 데이터 저장

다대일 양방향 관계에서 데이터를 저장할 때는 Teacher.setSchool() 메소드와 School.getTeachers().add() 메소드를 모두 호출해서 객체끼리 동기화를 해주는 것이 중요합니다.

특히 주의할 점은 연관 관계의 주인이 데이터를 세팅해야 외래키에 값이 제대로 들어간다는 사실입니다.

5.1. 연관 관계의 주인이 아닌 일(1) 쪽에서만 세팅

School school = new School();
Teacher teacher = new Teacher();

school.getTeachers().add(teacher);  // 주인이 아닌 엔티티가 세팅

schoolRepository.save(school)
teacherRepository.save(teacher);

• 위 코드처럼 List 에만 데이터를 넣고 저장하면 외래키가 세팅되지 않습니다.
• school, teacher 각각 데이터는 들어가지만 teacher.school_id 값이 null 이 됩니다.

5.2. 연관 관계의 주인인 다(N) 쪽에서만 세팅

School school = new School();
Teacher teacher = new Teacher();

teacher.setSchool(school);  // 주인인 엔티티가 세팅

schoolRepository.save(school)
teacherRepository.save(teacher);

• 위 코드를 실행하면 외래키까지 데이터가 제대로 저장됩니다.
• 연관 관계의 주인이 외래키의 저장, 수정, 삭제를 담당하기 때문입니다.
• 다만, 순수한 객체끼리의 데이터 동기화를 위해 school.getTeachers().add(teacher) 도 호출하는 것이 좋습니다.
  • 만약 List 에 데이터를 넣지 않으면 school.getTeachers() 를 호출해도 리스트가 비어 있습니다.
  • 물론 다른 트랜잭션에서 호출하면 DB 를 조회해서 가져오긴 하지만 같은 트랜잭션 내에서 추가로 작업을 한다면 혼란이 생길 수 있습니다.

Reference

• JPA 연관관계 매핑