1. JDBC 이해

💡 본 게시글은 김영한님의 인프런(Inflearn) 강의 스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리 에 대해 공부하고, 정리한 내용입니다.

---

1. JDBC 이해

1️⃣ JDBC 등장 이유

• 애플리케이션 개발의 데이터 활용
  • 대부분의 애플리케이션은 중요한 데이터를 데이터베이스(DB)에 저장합니다.
  • 클라이언트가 애플리케이션 서버를 통해 데이터를 저장하거나 조회하면, 애플리케이션은 DB와 연결되어 동작합니다.

---

2️⃣ 애플리케이션 서버와 DB의 연결 방식

1. 커넥션 연결
   • 애플리케이션 서버는 주로 TCP/IP 프로토콜을 사용하여 DB와 연결합니다.
2. SQL 전달
   • 애플리케이션 서버는 DB가 이해할 수 있는 SQL을 연결된 커넥션을 통해 DB로 전달합니다.
3. 결과 응답
   • DB는 전달된 SQL을 수행하고, 그 결과를 애플리케이션 서버에 응답합니다.
   • 응답받은 결과는 애플리케이션 서버에서 활용됩니다.

---

3️⃣ 옛날 데이터베이스 사용의 문제점

문제 원인

• 관계형 데이터베이스는 종류가 많으며, 각각의 DB는 커넥션 연결, SQL 전달, 응답 처리 방식이 서로 다릅니다.
• 이로 인해 다음과 같은 문제가 발생했습니다.

---

문제점 1: 데이터베이스 변경 시 코드 수정 필요

• 특정 데이터베이스(예: MySQL)로 작성된 코드를, 다른 데이터베이스(예: Oracle)로 전환하려면 애플리케이션 서버의 DB 관련 코드를 수정해야 합니다.

문제점 2: 개발자의 추가 학습 부담

• 개발자는 각 DB의 커넥션 연결, SQL 전달, 결과 응답 방식을 각각 학습해야 했습니다.
• 데이터베이스의 종류가 많기 때문에 학습 비용이 증가합니다.

---

4️⃣ JDBC의 등장

JDBC(Java Database Connectivity)란?

• JDBC는 자바에서 데이터베이스에 접속할 수 있도록 표준화된 자바 API입니다.
• 데이터베이스와의 통신 방식에 대한 표준 인터페이스를 정의하여 위의 문제를 해결합니다.

---

JDBC 표준 인터페이스

JDBC는 다음 3가지 주요 기능을 표준 인터페이스로 제공합니다:

1. Connection
   • DB와의 연결을 담당합니다.
   • 예: java.sql.Connection
2. Statement
   • SQL 쿼리를 작성하고 전달하는 역할을 합니다.
   • 예: java.sql.Statement
3. ResultSet
   • SQL 실행 결과를 응답받는 객체입니다.
   • 예: java.sql.ResultSet

---

• 자바는 표준 인터페이스를 통해 개발자들이 데이터베이스 종류에 상관없이 동일한 방식으로 작업할 수 있도록 지원합니다.
• 표준화된 개발 방식을 사용하므로 코드의 이식성과 유지보수성이 높아집니다.

---

5️⃣ JDBC 드라이버

• JDBC는 표준 인터페이스만 정의하며, 실제 동작은 DB 벤더(회사)가 제공하는 JDBC 드라이버를 통해 구현됩니다.
• 각 DB 벤더는 자신의 DB에 맞는 JDBC 드라이버를 제공합니다.

---

주요 JDBC 드라이버 예시

1. MySQL JDBC 드라이버
   • MySQL 데이터베이스에 접근하기 위한 드라이버.
   • 예: com.mysql.cj.jdbc.Driver
2. Oracle JDBC 드라이버
   • Oracle 데이터베이스에 접근하기 위한 드라이버.
   • 예: oracle.jdbc.OracleDriver
3. PostgreSQL JDBC 드라이버
   • PostgreSQL 데이터베이스에 접근하기 위한 드라이버.
   • 예: org.postgresql.Driver

---

JDBC 드라이버의 역할

• JDBC 드라이버는 표준 JDBC 인터페이스를 구현하여 데이터베이스와 통신할 수 있도록 합니다.
• 개발자는 드라이버만 교체하면 DB 변경 시에도 코드 수정 없이 동일한 방식으로 작업할 수 있습니다.

---

6️⃣ JDBC의 한계와 SQL 차이

JDBC의 한계

• JDBC는 데이터베이스 간 SQL의 차이를 해결하지는 못합니다.
• 데이터베이스별로 지원하는 SQL 문법이나 데이터 타입이 다르기 때문입니다.

실무에서의 SQL 차이 사례

• 페이징 처리 SQL은 데이터베이스마다 사용 방법이 다릅니다.
  • 예: MySQL에서는 LIMIT을 사용하지만, Oracle에서는 ROWNUM을 사용해야 합니다.

---

7️⃣ JPA(Java Persistence API)의 도움

• JPA는 데이터베이스별로 다른 SQL을 정의해야 하는 문제를 추상화하여 해결할 수 있는 도구입니다.
• JPA는 개발자가 객체 중심으로 개발할 수 있도록 지원하며, DB 변경 시에도 SQL을 자동으로 처리합니다.

---

2. JDBC와 최신 데이터 접근 기술

1️⃣ JDBC란?

• JDBC(Java Database Connectivity)*는 1997년에 출시된 오래된 기술로, 자바 애플리케이션에서 데이터베이스에 접속할 수 있도록 지원하는 표준 API입니다.
• 하지만, 직접 사용하기에는 복잡하고 반복 코드가 많아 개발 생산성이 떨어지는 문제가 있습니다.

---

2️⃣ JDBC를 대신하는 최신 데이터 접근 기술

1. SQL Mapper

• SQL Mapper는 JDBC를 보다 편리하게 사용할 수 있도록 도와주는 기술입니다.
• 장점
  • JDBC의 반복 코드를 제거하여 개발 편의성을 높입니다.
  • SQL 응답 결과를 객체로 변환해주는 기능을 제공합니다.
• 단점
  • 개발자가 SQL을 직접 작성해야 하므로, SQL 작성에 대한 지식이 필요합니다.
• 대표 기술
  • 스프링 JdbcTemplate
  • MyBatis

---

2. ORM(Object-Relational Mapping) 기술

• ORM 기술은 객체와 관계형 데이터베이스 테이블을 매핑하여, SQL 작성 없이 데이터베이스를 조작할 수 있도록 도와줍니다.
• 장점
  • 반복적인 SQL을 직접 작성할 필요 없이, ORM 기술이 SQL을 동적으로 생성하여 실행합니다.
  • 각각의 데이터베이스마다 다른 SQL 문법 문제를 자동으로 해결해줍니다.
  • 개발 생산성이 크게 향상됩니다.
• 단점
  • 사용이 편리하지만 배우기 어렵고, 깊이 있는 학습이 필요합니다.
  • 내부 동작을 이해하지 못하면, 예상치 못한 문제가 발생했을 때 대처하기 어렵습니다.
• 대표 기술
  • JPA (Java Persistence API): 자바 진영의 ORM 표준 인터페이스.
  • 하이버네이트: JPA의 대표적인 구현체.
  • 이클립스링크: JPA의 또 다른 구현체.

---

3️⃣ SQL Mapper와 ORM 기술 비교

SQL Mapper

• 설명
  • SQL만 직접 작성하면, 나머지 작업은 SQL Mapper가 자동으로 처리합니다.
  • SQL 작성에 능숙한 개발자라면 쉽게 배워서 사용할 수 있습니다.
• 장점
  • SQL 작성에 대한 자유도가 높습니다.
  • SQL을 직접 제어할 수 있기 때문에 복잡한 쿼리를 작성하는 데 유리합니다.
• 단점
  • 여전히 SQL을 직접 작성해야 하기 때문에 반복 작업이 남아있습니다.

ORM 기술

• 설명
  • SQL을 작성하지 않고, 객체 중심으로 데이터베이스 작업을 처리합니다.
  • 추상화 수준이 높아 개발 생산성이 크게 향상됩니다.
• 장점
  • SQL 작성 없이 객체를 사용하여 데이터베이스와 상호작용 가능.
  • 데이터베이스 변경 시에도 코드 수정이 최소화됩니다.
• 단점
  • 학습 곡선이 가파르고, 내부 동작을 이해하려면 깊이 있는 학습이 필요합니다.
  • 잘못 사용하면 성능 문제를 유발할 수 있습니다.

---

4️⃣ 내부 동작과 JDBC의 역할

• SQL Mapper와 ORM 기술 모두 내부적으로는 JDBC를 사용합니다.
• JDBC는 데이터베이스와의 통신을 처리하는 핵심 기술로, 최신 기술들이 동작하기 위한 기반이 됩니다.
• 따라서, JDBC의 기본 원리를 이해하는 것은 다음과 같은 이유로 중요합니다:
  • 기술의 동작 원리 이해: SQL Mapper나 ORM의 작동 방식을 더 깊이 이해할 수 있습니다.
  • 문제 해결 능력 향상: JDBC 원리를 알면 문제가 발생했을 때 근본적인 원인을 찾아 해결할 수 있습니다.

---

5️⃣ 결론

• SQL Mapper
  • SQL 작성에 능숙한 개발자에게 적합하며, SQL을 직접 제어할 수 있는 장점이 있습니다.
• ORM 기술
  • 반복적인 SQL 작업을 제거하여 개발 생산성을 극대화할 수 있으며, 데이터베이스 변경에 유연하게 대응할 수 있습니다.
  • 그러나 학습 곡선이 가파르고, 성능 튜닝에 대한 이해가 필요합니다.
• JDBC
  • 모든 데이터 접근 기술의 기반으로, 자바 개발자라면 반드시 이해해야 할 필수 기술입니다.

---

3. JDBC 이해 및 활용 상세 정리

1️⃣ JDBC를 통한 데이터베이스 연결

1.1 데이터베이스 연결 개요

• 대부분의 애플리케이션은 데이터를 저장하고 관리하기 위해 데이터베이스(DB)에 의존합니다.
• 데이터베이스와 애플리케이션이 통신하려면 JDBC(Java Database Connectivity)와 같은 표준 API를 사용해야 합니다.

1.2 H2 데이터베이스 연결 설정

• H2 데이터베이스를 사용하며, 서버를 반드시 실행해두어야 합니다.
• 데이터베이스 연결에 필요한 정보는 상수로 정의하여 재사용성을 높입니다.

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

1.3 DBConnectionUtil 클래스

• JDBC DriverManager를 활용하여 데이터베이스 연결을 처리합니다.
• 드라이버가 제공하는 커넥션 객체를 반환하여 애플리케이션에서 사용할 수 있도록 합니다.

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 (Exception e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }
}

• DriverManager가 작동하여 H2 데이터베이스 드라이버와 연결하고, java.sql.Connection 객체를 반환합니다.

---

2️⃣ JDBC의 작동 원리와 흐름

2.1 DriverManager 커넥션 요청 흐름

1. 애플리케이션 로직에서 요청:
   • DriverManager.getConnection() 호출.
   • 애플리케이션은 이 호출을 통해 DB 연결을 요청합니다.
2. DriverManager의 드라이버 탐색:
   • DriverManager는 등록된 모든 드라이버를 탐색하며, URL과 매칭되는 드라이버를 찾습니다.
   • URL 예시: jdbc:h2:tcp://localhost/~/test.
3. 적합한 드라이버 호출:
   • URL이 jdbc:h2로 시작하면 H2 데이터베이스 드라이버가 호출됩니다.
   • 드라이버는 적절한 커넥션 객체를 생성하고 반환합니다.
4. 커넥션 반환:
   • H2 드라이버는 org.h2.jdbc.JdbcConnection 구현체를 반환합니다.
   • 이 구현체는 표준 인터페이스인 java.sql.Connection를 구현합니다.

---

3️⃣ JDBC를 활용한 CRUD

3.1 회원 데이터 등록

회원 테이블 생성

CREATE TABLE member (
    member_id VARCHAR(10),
    money INTEGER NOT NULL DEFAULT 0,
    PRIMARY KEY (member_id)
);

회원 데이터 저장 코드

• 회원 데이터를 INSERT SQL로 데이터베이스에 저장합니다.
• JDBC의 PreparedStatement를 사용하여 SQL과 파라미터를 전달합니다.

public class MemberRepositoryV0 {
    public Member save(Member member) {
        String sql = "INSERT INTO member(member_id, money) VALUES(?, ?)";

        try (Connection con = getConnection();
             PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setString(1, member.getMemberId());
            pstmt.setInt(2, member.getMoney());
            pstmt.executeUpdate(); // SQL 실행
            return member;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("DB Error", e);
            throw e;
        }
    }
}

 

리소스 정리

• 사용한 리소스는 반드시 닫아야 합니다.
• try-with-resources를 활용하거나, finally 블록에서 정리 작업 수행.

---

3.2 회원 데이터 조회

회원 조회 코드

• 회원 ID를 기준으로 데이터를 조회하며, ResultSet을 활용해 데이터를 읽습니다.

public Member findById(String memberId) {
    String sql = "SELECT * FROM member WHERE member_id = ?";
    try (Connection con = getConnection();
         PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setString(1, memberId);

        try (ResultSet rs = pstmt.executeQuery()) {
            if (rs.next()) {
                return new Member(rs.getString("member_id"), rs.getInt("money"));
            } else {
                throw new NoSuchElementException("Member not found: " + memberId);
            }
        }
    } catch (SQLException e) {
        log.error("DB Error", e);
        throw e;
    }
}

ResultSet 동작

• 쿼리 결과는 ResultSet에 저장되며, 데이터는 커서를 통해 순차적으로 읽을 수 있습니다.
  • rs.next(): 커서를 다음 행으로 이동하며, 데이터가 있으면 true 반환.
  • rs.getString("column"): 해당 컬럼의 값을 문자열로 반환.
  • rs.getInt("column"): 해당 컬럼의 값을 정수로 반환.

---

3.3 회원 데이터 수정

수정 코드

• 특정 회원의 데이터를 수정하는 SQL을 작성하고 실행합니다.
• 영향을 받은 행(row)의 수를 반환하여 결과를 확인합니다.

public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
    String sql = "UPDATE member SET money=? WHERE member_id=?";
    try (Connection con = getConnection();
         PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setInt(1, money);
        pstmt.setString(2, memberId);
        pstmt.executeUpdate(); // 수정 SQL 실행
    }
}

---

3.4 회원 데이터 삭제

삭제 코드

• 특정 회원 ID를 기반으로 데이터를 삭제합니다.

public void delete(String memberId) throws SQLException {
    String sql = "DELETE FROM member WHERE member_id=?";
    try (Connection con = getConnection();
         PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement(sql)) {
        pstmt.setString(1, memberId);
        pstmt.executeUpdate(); // 삭제 SQL 실행
    }
}

---

4️⃣ 테스트 코드

CRUD 테스트

public class MemberRepositoryV0Test {
    MemberRepositoryV0 repository = new MemberRepositoryV0();

    @Test
    void crud() throws SQLException {
        // 회원 등록
        Member member = new Member("MemberV0", 10000);
        repository.save(member);

        // 회원 조회
        Member findMember = repository.findById(member.getMemberId());
        assertThat(findMember).isEqualTo(member);

        // 회원 수정
        repository.update(member.getMemberId(), 20000);
        Member updatedMember = repository.findById(member.getMemberId());
        assertThat(updatedMember.getMoney()).isEqualTo(20000);

        // 회원 삭제
        repository.delete(member.getMemberId());
        assertThatThrownBy(() -> repository.findById(member.getMemberId()))
            .isInstanceOf(NoSuchElementException.class);
    }
}

---

5️⃣ 주요 개념 요약

1. JDBC DriverManager:
   • 데이터베이스 드라이버를 관리하며, URL 정보를 기반으로 적절한 드라이버를 찾아 커넥션 객체를 반환.
2. PreparedStatement:
   • SQL에 파라미터 바인딩을 지원하며, SQL Injection 방지 효과가 있음.
3. ResultSet:
   • 쿼리 결과를 저장하며, 커서를 통해 데이터를 순차적으로 탐색.
4. 리소스 관리:
   • Connection, PreparedStatement, ResultSet을 반드시 닫아야 하며, 이를 누락하면 리소스 누수 발생 가능.

---