JDBC

애플리케이션 서버와 DB - 일반적인 사용법

• 커넥션 연결 : 주로 TCP/IP 사용해 커넥션을 연결
• SQL 전달 : 애플리케이션 서버는 DB가 이해할 수 있는 SQL을 연결된 커넥션을 통해 DB에 전달
• 결과 응답 : DB는 전달된 SQL을 수행하고 그 결과를 응답
• 문제
  • 데이터베이스를 다른 종류의 데이터베이스로 변경하면 애플리케이션 서버에 개발된 데이터베이스 사용 코드도 함께 변경 필요
  • 개발자가 각각의 DB마다 커넥션 연결, SQL 전달, 결과 응답 방법을 새로 학습 필요

 

 

JDBC 표준 인터페이스

• JDBC(Java DataBase Connection) : JDBC는 자바에서 데이터베이스에 접속할 수 있도록 하는 자바 API 

 

 

JDBC와 최신 데이터 접근 기술

 

 

 

JDBC DriverManager 연결 이해

1. 애플리케이션 로직에서 커넥션이 필요하면 DriverManager.getConnection() 호출
2. DriverManager는 라이브러리에 등록된 드라이버 목록을 자동으로 인식 후 드라이버들에게 순서대로 정보를 넘겨 커넥션 획득할 수 있는지 확인
3. 각각 드라이버는 URL 정보를 체크해서 처리할 수 있는 요청인지 확인하고 커넥션을 클라이언트에 반환

 

 

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

@Slf4j
public class DBConnectionUtil {
    public static Connection getConnection() {
        try {
            Connection connection = DriverManager.getConnection(ConnectionConst.URL, ConnectionConst.USERNAME, ConnectionConst.PASSWORD);
            log.info("get connection={}, class={}", connection, connection.getClass());
            //  get connection=conn0: url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/test user=SA, class=class org.h2.jdbc.JdbcConnection
            return connection;
        } catch (SQLException e) {
            // 체크 ex > 런타임 ex로 던진다
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }
}

@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;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, member.getMemberId());
            pstmt.setInt(2, member.getMoney());

            // 준비된 sql을 커넥션을 통해 실제 데이터베이스에 전달
            pstmt.executeUpdate();

            return member;
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }

    public Member findById(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "select * from member where member_id = ?";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;
        ResultSet rs = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);

            rs = pstmt.executeQuery();
            if (rs.next()) {
                Member member = new Member();
                member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
                member.setMoney(rs.getInt("money"));
                return member;
            } else {
                throw new NoSuchElementException("member not found memberId= " + memberId);
            }
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, rs);
        }
    }

    public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
        String sql = "update member set money = ? where member_id = ?";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setInt(1, money);
            pstmt.setString(2, memberId);

            int resultSize = pstmt.executeUpdate();
            log.info("resultSize={}" + resultSize);
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }

    public void delete(String memberId) throws SQLException {
        String sql = "delete from member where member_id = ?";

        Connection con = null;
        PreparedStatement pstmt = null;

        try {
            con = getConnection();
            pstmt = con.prepareStatement(sql);
            pstmt.setString(1, memberId);
            pstmt.executeUpdate();
        } catch (SQLException e) {
            log.error("db error", e);
            throw e;
        } finally {
            close(con, pstmt, null);
        }
    }

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

        if (stmt != null) {
            try {
                stmt.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.error("stmt db error", e);
            }
        }

        if (con != null) {
            try {
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
                log.error("con db error", e);
            }
        }
    }

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

@Slf4j
class MemberRepositoryV0Test {
    MemberRepositoryV0 repository = new MemberRepositoryV0();

    @Test
    void save() throws SQLException {
        // save
        Member member = new Member("memberV100", 10000);
        repository.save(member);

        // findByID
        Member findMember = repository.findById(member.getMemberId());
        log.info("findMember={}", findMember.toString());
        // findMember=Member(memberId=memberV1, money=10000)
        assertThat(findMember).isEqualTo(member);

        // update
        repository.update(member.getMemberId(), 30000);
        Member updateMember = repository.findById(member.getMemberId());
        assertThat(updateMember.getMoney()).isEqualTo(30000);

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

}

 

 

ResultSet

• ResultSet 내부에 있는 커서를 이동해 데이터를 조회할 수 있다
• rs.next()를 호출하면 커서가 다음으로 이동한다
  • 최초의 커서는 데이터를 가리키고 있지 않기 때문에 rs.next()를 최초 한번 호출 필요

 

 

커넥션 풀

1. 애플리케이션 로직은 DB 드라이버를 통해 커넥션을 조회
2. DB 드라이버는 DB와 TCP/IP 커넥션 연결
   1. 이 과정에서 3 way handshake 같은 연결을 위한 네트워크 동작 발생
3. DB 드라이버는 커넥션이 연결되면 기타 부가정보를 DB에 전달
4. DB는 부가정보를 통해 내부 인증을 하고 내부에 DB 세션을 생성 후 완료 응답 전달
5. DB 드라이버는 커넥션 객체를 생성해 클라이언트에 반환

• 커넥션을 새로 만드는 것은 과정도 복잡하고 시간도 많이 소요된다
• DB, 애플리케이션 서버에서도 TCP/IP 커넥션을 생성하기 위한 리소스를 매번 사용한다
• 고객이 애플리케이션을 사용할 때 sql 수행 시간 + 커넥션 생성 시간이 소요된다
• 그래서? 커넥션을 미리 생성해 두고 사용하는 커넥션 풀 방법이 있다 

 

 

• 적절한 커넥션 풀 숫자는 서비스의 특징과 애플리케이션 서버 스펙, DB 서버 스펙에 따라 다르기 때문에 성능 테스트를 통해 정한다
• 커넥션 풀은 서버당 최대 커넥션 수를 제한할 수 있기 때문에 DB에 무한정 연결 생성을 막아 DB를 보호한다 
• 커넥션 풀 오픈소스 : commons-dbcp2, tomcat-jdbc pool, hikariCP

 

 

DataSource

public interface DataSource {
 Connection getConnection() throws SQLException;
}

• DataSource는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화한 인터페이스

 

 

@Slf4j
public class ConnectionTest {
    @Test
    void dirverManager() throws SQLException {
        Connection con1 = DriverManager.getConnection(ConnectionConst.URL, ConnectionConst.USERNAME, ConnectionConst.PASSWORD);
        Connection con2 = DriverManager.getConnection(ConnectionConst.URL, ConnectionConst.USERNAME, ConnectionConst.PASSWORD);
        log.info("connection={}, class={}", con1, con1.toString());
        log.info("connection={}, class={}", con2, con2.toString());
    }

    @Test
    void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
        // DriverManagerDataSource - 항상 새로운 커넥션 획득
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(ConnectionConst.URL, ConnectionConst.USERNAME, ConnectionConst.PASSWORD);
        useDataSource(dataSource);
    }

    private void useDataSource(DataSource dataSource) throws SQLException {
        Connection con1 = dataSource.getConnection();
        Connection con2 = dataSource.getConnection();
        log.info("connection={}, class={}", con1, con1.toString());
        log.info("connection={}, class={}", con2, con2.toString());
    }
}

 

• DriverManager는 커넥션을 획득할 때마다 파라미터를 계속 전달해야 한다
• DataSource는 처음 객체를 생성할 때만 파라미터를 넘기고 커넥션을 획득할 때는 getConnection()만 호출하면 된다
  • "설정과 사용의 분리"가 이루어진다 

 

 

@Slf4j
class MemberRepositoryV1Test {
    MemberRepositoryV1 repository;

    @BeforeEach
    void beforeEach() {
        // 1. 기본 DataManager - 항상 새로운 커넥션 생성
        // DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(ConnectionConst.URL, ConnectionConst.USERNAME, ConnectionConst.PASSWORD);

        // 2. 커넥션 풀링
        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
        dataSource.setJdbcUrl(ConnectionConst.URL);
        dataSource.setUsername(ConnectionConst.USERNAME);
        dataSource.setPassword(ConnectionConst.PASSWORD);

        repository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
    }

    @Test
    void save() throws SQLException, InterruptedException {
        // save
        Member member = new Member("memberV100", 10000);
        repository.save(member);

        // findByID
        Member findMember = repository.findById(member.getMemberId());
        log.info("findMember={}", findMember.toString());
        // findMember=Member(memberId=memberV1, money=10000)
        assertThat(findMember).isEqualTo(member);

        // update
        repository.update(member.getMemberId(), 30000);
        Member updateMember = repository.findById(member.getMemberId());
        assertThat(updateMember.getMoney()).isEqualTo(30000);

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

        Thread.sleep(10000);
    }
}

• DriverManagerDataSource를 사용하면 conn0-5 번호를 통해 새로운 커넥션 생성

• HikariDataSource(커넥션풀)을 사용하면 conn0으로 커넥션 재사용