JPA 객체지향 쿼리 언어(JPQL)

JPA 객체지향 쿼리 언어(JPQL)

 

1. JPA는 다양한 쿼리 방법을 지원

• JPQL

• JPA Criteria

• QueryDSL

• 네이티브 SQL

• JDBC API 직접 사용, MyBatis, SpringJdbcTemplate 함께 사용

 

 

1 - 1. JPQL

• JPA를 사용하면 엔티티 객체를 중심으로 개발

• 문제는 검색 쿼리

• 검색을 할 때도 테이블이 아닌 엔티티 객체를 대상으로 검색

• 모든 DB 데이터를 객체로 변환해서 검색하는 것은 불가능

• 애플리케이션이 필요한 데이터만 DB에서 불러오려면 결국 검 색 조건이 포함된 SQL이 필요

 

• JPA는 SQL을 추상화한 JPQL이라는 객체 지향 쿼리 언어 제공

• SQL과 문법 유사, SELECT, FROM, WHERE, GROUP BY, HAVING, JOIN 지원

• JPQL은 엔티티 객체를 대상으로 쿼리

• SQL은 데이터베이스 테이블을 대상으로 쿼리

 

• 테이블이 아닌 객체를 대상으로 검색하는 객체 지향 쿼리

• SQL을 추상화해서 특정 데이터베이스 SQL에 의존X

• JPQL을 한마디로 정의하면 객체 지향 SQL

 

JPQL과 실행된 SQL

//검색
String jpql = "select m from Member m where m.age > 18";
List<Member> result = em.createQuery(jpql, Member.class)
        .getResultList();

 

실행된 SQL

select
    m.id as id, 
    m.age as age,
    m.USERNAME as USERNAME,
    m.TEAM_ID as TEAM_ID
from
Member m
where
m.age>18

 

 

 

1 - 2. Criteria

• 문자가 아닌 자바코드로 JPQL을 작성할 수 있음

• JPQL 빌더 역할

• JPA 공식 기능

• 단점: 너무 복잡하고 실용성이 없다.

• Criteria 대신에 QueryDSL 사용 권장

 

 

 

1 - 3. QueryDSL

• 문자가 아닌 자바코드로 JPQL을 작성할 수 있음

• JPQL 빌더 역할

• 컴파일 시점에 문법 오류를 찾을 수 있음

• 동적쿼리 작성 편리함

• 단순하고 쉬움

• 실무 사용 권장

 

 

 

1 - 4. 네이티브 SQL

• JPA가 제공하는 SQL을 직접 사용하는 기능

• JPQL로 해결할 수 없는 특정 데이터베이스에 의존적인 기능

• 예) 오라클 CONNECT BY, 특정 DB만 사용하는 SQL 힌트

 

 

 

1 - 5. JDBC 직접 사용, SpringJdbcTemplate 등

• JPA를 사용하면서 JDBC 커넥션을 직접 사용하거나, 스프링 JdbcTemplate, 마이바티스등을 함께 사용 가능

• 단 영속성 컨텍스트를 적절한 시점에 강제로 플러시 필요

• 예) JPA를 우회해서 SQL을 실행하기 직전에 영속성 컨텍스트 수동 플러시

 

 

 

2. JPQL - 기본 문법과 기능

2 - 1. 문법

select m from Member as m where m.age > 18

• 엔티티와 속성은 대소문자 구분O (Member, age)

• JPQL 키워드는 대소문자 구분X (SELECT, FROM, where)

• 엔티티 이름 사용, 테이블 이름이 아님(Member) • 별칭은 필수(m) (as는 생략가능)

 

 

2 - 2. 집합과 정렬

select
    COUNT(m), //회원수
    SUM(m.age), //나이 합
    AVG(m.age), //평균 나이
    MAX(m.age), //최대 나이
    MIN(m.age) //최소 나이
from Member m

• GROUP BY, HAVING

• ORDER BY

위 기능 지원

 

 

2 - 3. TypeQuery, Query

• TypeQuery: 반환 타입이 명확할 때 사용

• Query: 반환 타입이 명확하지 않을 때 사용

TypedQuery<Member> query =
        em.createQuery("SELECT m FROM Member m", Member.class);
Query query =
        em.createQuery("SELECT m.username, m.age from Member m");

 

 

2 - 4. 결과 조회 API

query.getResultList()

결과가 하나 이상일 때, 리스트 반환

• 결과가 없으면 빈 리스트 반환

 

query.getSingleResult()

결과가 정확히 하나, 단일 객체 반환

• 결과가 없으면: javax.persistence.NoResultException

• 둘 이상이면: javax.persistence.NonUniqueResultException

 

 

2 - 5. 파라미터 바인딩 - 이름 기준, 위치 기준

SELECT m FROM Member m where m.username=:username
query.setParameter("username", usernameParam);

SELECT m FROM Member m where m.username=?1
query.setParameter(1, usernameParam);

 

 

2 - 6. 프로젝션

• SELECT 절에 조회할 대상을 지정하는 것

• 프로젝션 대상: 엔티티, 임베디드 타입, 스칼라 타입(숫자, 문자등 기본 데이터 타 입)

• SELECT m FROM Member m -> 엔티티 프로젝션

• SELECT m.team FROM Member m -> 엔티티 프로젝션

• SELECT m.address FROM Member m -> 임베디드 타입 프로젝션

• SELECT m.username, m.age FROM Member m -> 스칼라 타입 프로젝션

• DISTINCT로 중복 제거

 

 

2 - 6 - 1. 프로젝션 - 여러 값 조회

• SELECT m.username, m.age FROM Member m

 

• 1. Query 타입으로 조회

 

• 2. Object[] 타입으로 조회

 

• 3. new 명령어로 조회

• 단순 값을 DTO로 바로 조회 

SELECT new jpabook.jpql.UserDTO(m.username, m.age) FROM Member m

• 패키지 명을 포함한 전체 클래스 명 입력

• 순서와 타입이 일치하는 생성자 필요

 

 

2 - 7. 페이징 API

• JPA는 페이징을 다음 두 API로 추상화

• setFirstResult(int startPosition) : 조회 시작 위치 (0부터 시작)

• setMaxResults(int maxResult) : 조회할 데이터 수

 

예시

//페이징 쿼리
String jpql = "select m from Member m order by m.name desc";
List resultList = em.createQuery(jpql, Member.class) 
        .setFirstResult(10) 
        .setMaxResults(20) 
        .getResultList();

 

 

2 - 8. 조인

• 내부 조인

SELECT m FROM Member m [INNER] JOIN m.team t

 

• 외부 조인

SELECT m FROM Member m LEFT [OUTER] JOIN m.team t

 

• 세타 조인

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

 

 

2 - 8 - 1. 조인 - ON 절

• ON절을 활용한 조인(JPA 2.1부터 지원)

• 1. 조인 대상 필터링

• 2. 연관관계 없는 엔티티 외부 조인(하이버네이트 5.1부터)

 

최신버전은 모두 지원됨

 

 

2 - 8 - 2. 조인 대상 필터링

• 예) 회원과 팀을 조인하면서, 팀 이름이 A인 팀만 조인

 

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'

 

 

2 - 8 - 3. 연관관계 없는 엔티티 외부 조인

• 예) 회원의 이름과 팀의 이름이 같은 대상 외부 조인

 

JPQL

SELECT m, t FROM Member m LEFT JOIN Team t on m.username = t.name

 

SQL

SELECT m.*, t.* FROM Member m LEFT JOIN Team t ON m.username = t.name

 

 

2 - 9. 서브 쿼리

• 나이가 평균보다 많은 회원

select m from Member m where m.age > (select avg(m2.age) from Member m2)

 

• 한 건이라도 주문한 고객

select m from Member m where (select count(o) from Order o where m = o.member) > 0

 

 

2 - 9 - 1. 서브 쿼리 지원 함수

• [NOT] EXISTS (subquery) : 서브쿼리에 결과가 존재하면 참

    • {ALL | ANY | SOME} (subquery)

    • ALL 모두 만족하면 참

    • ANY, SOME: 같은 의미, 조건을 하나라도 만족하면 참

 

• [NOT] IN (subquery): 서브쿼리의 결과 중 하나라도 같은 것이 있으면 참

 

 

2 - 9 - 2. 서브 쿼리 - 예제

• 팀A 소속인 회원

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

 

• 전체 상품 각각의 재고보다 주문량이 많은 주문들

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

 

• 어떤 팀이든 팀에 소속된 회원

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

 

 

2 - 9 - 3. JPA 서브 쿼리 한계

• JPA는 WHERE, HAVING 절에서만 서브 쿼리 사용 가능

• SELECT 절도 가능(하이버네이트에서 지원)

 

• FROM 절의 서브 쿼리는 현재 JPQL에서 불가능

-> 조인으로 풀 수 있으면 풀어서 해결

 

• 하이버네이트6 부터는 FROM 절의 서브쿼리를 지원합니다.

 

 

2 - 10. JPQL 타입 표현

• 문자: ‘HELLO’, ‘She’’s’

• 숫자: 10L(Long), 10D(Double), 10F(Float)

• Boolean: TRUE, FALSE

• ENUM: jpabook.MemberType.Admin (패키지명 포함)

• 엔티티 타입: TYPE(m) = Member (상속 관계에서 사용)

 

 

2 - 11. JPQL 기타

• SQL과 문법이 같은 식

• EXISTS, IN

• AND, OR, NOT

• =, >, >=, <, <=, <>

• BETWEEN, LIKE, IS NULL

 

 

2 - 12. 조건식 - CASE 식

기본 CASE 식

select
    case when m.age <= 10 then '학생요금'
        when m.age >= 60 then '경로요금'
        else'일반요금'
    end
from Member m

 

단순 CASE 식

select
    case t.name
        when '팀A' then '인센티브110%'
        when '팀B' then '인센티브120%'
        else '인센티브105%'
    end
from Team t

 

 

• COALESCE: 하나씩 조회해서 null이 아니면 반환

• NULLIF: 두 값이 같으면 null 반환, 다르면 첫번째 값 반환

 

사용자 이름이 없으면 이름 없는 회원을 반환

select coalesce(m.username,'이름 없는 회원') from Member m

 

사용자 이름이 ‘관리자’면 null을 반환하고 나머지는 본인의 이름을 반환

select NULLIF(m.username, '관리자') from Member m

 

 

2 - 13. JPQL 기본 함수

• CONCAT

• SUBSTRING

• TRIM

• LOWER, UPPER

• LENGTH • LOCATE

• ABS, SQRT, MOD

• SIZE, INDEX(JPA 용도)

 

 

2 - 13 - 1. 사용자 정의 함수 호출

• 하이버네이트는 사용전 방언에 추가해야 한다.

• 사용하는 DB 방언을 상속받고, 사용자 정의 함수를 등록한다.

select function('temp_func', i.name) from Item i

 

 

 

3. JPQL - 경로 표현식

• .(점)을 찍어 객체 그래프를 탐색하는 것

select m.username -> 상태 필드
    from Member m
        join m.team t -> 단일 값 연관 필드
        join m.orders o -> 컬렉션 값 연관 필드
where t.name = '팀A'

 

 

3 - 1. 경로 표현식 용어 정리

• 상태 필드(state field)

단순히 값을 저장하기 위한 필드 (ex: m.username)

 

• 연관 필드(association field)

연관관계를 위한 필드

 

• 단일 값 연관 필드

    @ManyToOne, @OneToOne, 대상이 엔티티(ex: m.team)

 

• 컬렉션 값 연관 필드

    @OneToMany, @ManyToMany, 대상이 컬렉션(ex: m.orders)

 

 

3 - 2. 경로 표현식 특징

• 상태 필드(state field)

    경로 탐색의 끝, 탐색X

 

• 단일 값 연관 경로

    묵시적 내부 조인(inner join) 발생, 탐색O

 

• 컬렉션 값 연관 경로

    묵시적 내부 조인 발생, 탐색X

    FROM 절에서 명시적 조인을 통해 별칭을 얻으면 별칭을 통해 탐색 가능

 

 

3 - 3. 상태 필드 경로 탐색

JPQL

select m.username, m.age from Member m

 

SQL

select m.username, m.age from Member m

 

 

3 - 4. 단일 값 연관 경로 탐색

JPQL

select o.member from Order o

 

SQL

select m.* from Orders o inner join Member m on o.member_id = m.id

 

 

3 - 5. 명시직 조인, 묵시적 조인

명시적 조인

join 키워드 직접 사용

select m from Member m join m.team t

 

묵시적 조인

경로 표현식에 의해 묵시적으로 SQL 조인 발생 (내부 조인만 가능)

select m.team from Member m

 

 

경로 탐색을 사용한 묵시적 조인 시 주의사항

• 항상 내부 조인

• 컬렉션은 경로 탐색의 끝, 명시적 조인을 통해 별칭을 얻어야함

• 경로 탐색은 주로 SELECT, WHERE 절에서 사용하지만 묵시적 조인으로 인해 SQL의 FROM (JOIN) 절에 영향을 줌

 

 

실무 조언

• 가급적 묵시적 조인 대신에 명시적 조인 사용

• 조인은 SQL 튜닝에 중요 포인트

• 묵시적 조인은 조인이 일어나는 상황을 한눈에 파악하기 어려움

 

 

 

4. JPQL - 페치 조인(fetch join)

• SQL 조인 종류가 아님

• JPQL에서 성능 최적화를 위해 제공하는 기능

• 연관된 엔티티나 컬렉션을 SQL 한 번에 함께 조회하는 기능

• join fetch 명령어 사용

• 페치 조인 ::= [ LEFT [OUTER] | INNER ] JOIN FETCH 조인경로

 

 

4 - 1. 엔티티 페치 조인

• 회원을 조회하면서 연관된 팀도 함께 조회(SQL 한 번에)

• SQL을 보면 회원 뿐만 아니라 팀(T.*)도 함께 SELECT

 

[JPQL]

select m from Member m join fetch m.team

 

[SQL]

SELECT M.*, T.* FROM MEMBER M INNER JOIN TEAM T ON M.TEAM_ID=T.ID

 

 

4 - 2. 컬렉션 페치 조인

• 일대다 관계, 컬렉션 페치 조인

 

[JPQL]

select t
from Team t join fetch t.members
where t.name = ‘팀A'

 

[SQL]

SELECT T.*, M.* 
FROM TEAM T
    INNER JOIN MEMBER M ON T.ID=M.TEAM_ID
WHERE T.NAME = '팀A'

 

 

4 - 3. 페치 조인과 DISTINCT

• SQL의 DISTINCT는 중복된 결과를 제거하는 명령

 

• JPQL의 DISTINCT 2가지 기능 제공

    1. SQL에 DISTINCT를 추가

    2. 애플리케이션에서 엔티티 중복 제거

 

select distinct t
from Team t join fetch t.members
where t.name = ‘팀A’

• SQL에 DISTINCT를 추가하지만 데이터가 다르므로 SQL 결과 에서 중복제거 실패

지금 아래와 같은 상황이다.

 

• DISTINCT가 추가로 애플리케이션에서 중복 제거시도

• 같은 식별자를 가진 Team 엔티티 제거

 

하이버네이트6 변경 사항

• DISTINCT가 추가로 애플리케이션에서 중복 제거시도

 

• -> 하이버네이트6 부터는 DISTINCT 명령어를 사용하지 않아도 애플리케이션에서 중복 제거가 자동으로 적용됩니다.

 

 

4 - 4. 페치 조인과 일반 조인의 차이

• 일반 조인 실행시 연관된 엔티티를 함께 조회하지 않음

 

[JPQL]

select t
from Team t join t.members m
where t.name = ‘팀A'

 

[SQL]

SELECT T.*
FROM TEAM T
INNER JOIN MEMBER M ON T.ID=M.TEAM_ID
WHERE T.NAME = '팀A'

 

• JPQL은 결과를 반환할 때 연관관계 고려X

• 단지 SELECT 절에 지정한 엔티티만 조회할 뿐

• 여기서는 팀 엔티티만 조회하고, 회원 엔티티는 조회X

 

• 페치 조인을 사용할 때만 연관된 엔티티도 함께 조회(즉시 로딩)

• 페치 조인은 객체 그래프를 SQL 한번에 조회하는 개념

 

 

4 - 5. 페치 조인의 특징과 한계

• 페치 조인 대상에는 별칭을 줄 수 없다.

    하이버네이트는 가능, 가급적 사용X

 

• 둘 이상의 컬렉션은 페치 조인 할 수 없다.

 

• 컬렉션을 페치 조인하면 페이징 API(setFirstResult, setMaxResults)를 사용할 수 없다.

    일대일, 다대일 같은 단일 값 연관 필드들은 페치 조인해도 페이징 가능

    하이버네이트는 경고 로그를 남기고 메모리에서 페이징(매우 위험)

 

• 연관된 엔티티들을 SQL 한 번으로 조회 - 성능 최적화

• 엔티티에 직접 적용하는 글로벌 로딩 전략보다 우선함

@OneToMany(fetch = FetchType.LAZY) //글로벌 로딩 전략

 

• 실무에서 글로벌 로딩 전략은 모두 지연 로딩

• 최적화가 필요한 곳은 페치 조인 적용

 

 

4 - 6. 페치 조인 - 정리

• 모든 것을 페치 조인으로 해결할 수는 없음

• 페치 조인은 객체 그래프를 유지할 때 사용하면 효과적

• 여러 테이블을 조인해서 엔티티가 가진 모양이 아닌 전혀 다른 결과를 내야 하면, 페치 조인 보다는 일반 조인을 사용하고 필요 한 데이터들만 조회해서 DTO로 반환하는 것이 효과적

 

 

 

5. JPQL - 다형성 쿼리

위와 같은 테이블 구조라 가정한다.

 

5 - 1. TYPE

• 조회 대상을 특정 자식으로 한정

• 예) Item 중에 Book, Movie를 조회해라

 

[JPQL]

select i from Item i where type(i) IN (Book, Movie)

 

[SQL]

select i from i where i.DTYPE in (‘B’, ‘M’)

 

 

5 - 2. TREAT(JPA 2.1)

• 자바의 타입 캐스팅과 유사

• 상속 구조에서 부모 타입을 특정 자식 타입으로 다룰 때 사용

• FROM, WHERE, SELECT(하이버네이트 지원) 사용

 

• 예) 부모인 Item과 자식 Book이 있다.

[JPQL]

select i from Item i
where treat(i as Book).author = ‘kim’

 

[SQL]

select i.* from Item i
where i.DTYPE = ‘B’ and i.author = ‘kim’

 

 

 

6. JPQL - 엔티티 직접 사용

6 - 1. 엔티티 직접 사용

• JPQL에서 엔티티를 직접 사용하면 SQL에서 해당 엔티티의 기본키 값을 사용

 

[JPQL]

select count(m.id) from Member m //엔티티의 아이디를 사용

select count(m) from Member m //엔티티를 직접 사용

 

[SQL](JPQL 둘다 같은 다음 SQL 실행)

select count(m.id) as cnt from Member m

 

 

 

7. JPQL - Named 쿼리

7 - 1. Named 쿼리 - 정적 쿼리

• 미리 정의해서 이름을 부여해두고 사용하는 JPQL

• 정적 쿼리 • 어노테이션, XML에 정의

• 애플리케이션 로딩 시점에 초기화 후 재사용

• 애플리케이션 로딩 시점에 쿼리를 검증

 

 

7 - 2. Named 쿼리 - 어노테이션

@Entity
@NamedQuery(
        name = "Member.findByUsername",
        query="select m from Member m where m.username = :username")
public class Member {
    ...
}

List<Member> resultList =
        em.createNamedQuery("Member.findByUsername", Member.class)
                .setParameter("username", "회원1")
                .getResultList();

 

 

7 - 3. Named 쿼리 - XML에 정의

[META-INF/persistence.xml]

<persistence-unit name="jpabook" >
    <mapping-file>META-INF/ormMember.xml</mapping-file>

 

 

[META-INF/ormMember.xml]

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<entity-mappings xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence/orm" version="2.1">
    
     <named-query name="Member.findByUsername">
     <query><![CDATA[
            select m
            from Member m
            where m.username = :username
        ]]></query>
     </named-query>

     <named-query name="Member.count">
        <query>select count(m) from Member m</query>
     </named-query>

</entity-mappings>

 

 

7 - 4. Named 쿼리 환경에 따른 설정

• XML이 항상 우선권을 가진다.

• 애플리케이션 운영 환경에 따라 다른 XML을 배포할 수 있다.

 

 

 

8. JPQL - 벌크 연산

• 재고가 10개 미만인 모든 상품의 가격을 10% 상승하려면?

 

• JPA 변경 감지 기능으로 실행하려면 너무 많은 SQL 실행

1. 재고가 10개 미만인 상품을 리스트로 조회한다.

2. 상품 엔티티의 가격을 10% 증가한다.

3. 트랜잭션 커밋 시점에 변경감지가 동작한다.

 

• 변경된 데이터가 100건이라면 100번의 UPDATE SQL 실행

 

 

벌크 연산 예제

• 쿼리 한 번으로 여러 테이블 로우 변경(엔티티)

• executeUpdate()의 결과는 영향받은 엔티티 수 반환

• UPDATE, DELETE 지원

• INSERT(insert into .. select, 하이버네이트 지원)

String qlString = "update Product p " +
        "set p.price = p.price * 1.1 " +
        "where p.stockAmount < :stockAmount";

int resultCount = em.createQuery(qlString)
        .setParameter("stockAmount", 10)
        .executeUpdate();

 

 

벌크 연산 주의

• 벌크 연산은 영속성 컨텍스트를 무시하고 데이터베이스에 직접 쿼리

1. 벌크 연산을 먼저 실행

2. 벌크 연산 수행 후 영속성 컨텍스트 초기화