[DB] ORM (Object Relational Mapping) 사용 이유, 장단점

2020. 10. 1. 16:00ㆍComputer Science/Database

ORM (Object Relational Mapping)

객체지향적 구조? 모든 데이터는 객체이며, 각 객체는 독립된 데이터와 독립된 함수를 지님

SQL 구조? 데이터는 테이블 단위로 관리되며 객체들을 조회하기 위한 명령어를 사용

ORM은 각 테이블 또는 구분하고자 하는 데이터 단위로 객체를 구현하고, 데이터 간의 관계를 형성

객체와 관계형 데이터베이스의 데이터를 자동으로 매핑(연결)해주는 Framework

객체지향 프로그래밍은 클래스를 사용하고, 관계형 데이터베이스는 테이블을 사용하기 때문에 객체 모델과 관계형 모델간에 불일치가 존재 → ORM을 통해 객체 간의 관계를 바탕으로 SQL을 자동으로 생성하여 불일치를 해결

즉, 객체를 통해 간접적으로 데이터베이스 데이터를 다룸

이러한 중간 계층을 Persistence Layer라 하며, ORM Framework들은 기존의 Entity Bean(*여기 참고)이 수행하던 Persistence Bridge의 역할을 ORM 패러다임의 Entity 방식으로 가능하게 함



사용 예제

  • Java

    public class Person{
    private String name;
    private String height;
    private String weight;
    private String ssn;
    //implement getter & setter methods
}

  • iBatis

    <select id="getPerson" resultClass="net.agilejava.person.domain.Person">
    SELECT name, height, weight, ssn FROM USER WHERE name = #name#;
</select>

    해당 쿼리의 결과를 받을 객체를 지정해줄 수 있다. 즉, getPerson이라고 정의된 쿼리 결과는 net.agilejava.person.domain의 Person 객체에 자동으로 매핑되는 것이다.

  • Hibernate

    <hibernate-mapping>
    <class name="net.agilejava.person.domain.Person" table="person">
        <id name="name" column="name"/>
        <property name="height" column="height"/>
        <property name="weight" column="weight"/>
        <property name="ssn" column="ssn"/>
    <class>
</hibernate-mapping>

위 두개의 Framework의 예시를 보면 알 수 있듯이, setter 메소드가 있으면 객체에 결과를 set하는 작업을 따로 해주지 않아도 자동으로 해당 값이 할당된다. 물론 여기에 1:m 이나 m:1등의 관계들이 형성되면 추가적인 작업이 필요하긴 하지만, 일단 눈에 보이는 간단한 부분은 처리가 되는 것을 볼 수 있다. 물론 반대의 경우에도 객체를 던져주면 ORM Framework에서 알아서 get을 수행해 해당하는 column에 넣어주게 된다.



객체-관계 간의 불일치

세분성(Granularity)

경우에 따라서 데이터베이스에 있는 테이블 수보다 더 많은 클래스를 가진 모델이 생길 수 있다.

예를 들어, 어떤 사용자의 세부 사항에 대해 데이터를 저장한다고 해보자. 객체지향 프로그래밍에서는 코드 재사용과 유지보수를 위해 Person과 Address라는 두 개의 클래스로 나눠서 관리할 수 있다. 그러나, 데이터베이스에는 person이라는 하나의 테이블에 사용자의 세부사항을 모두 저장할 수 있다. 이 상황에서 Object는 2개, Table는 1개가 되어 개수가 달라지는 것이다.

상속성(Inheritance)

RDBMS는 객체지향 프로그래밍 언어의 특징인 상속 개념이 없다.

일치(Identity)

RDBMS는 'sameness'라는 하나의 개념을 정확히 정의하는데, 바로 기본키(Primary Key)를 이용하여 동일성을 정의한다. 그러나 자바는 객체 식별(a == b)과 객체 동일성(a.equals(b))을 모두 정의한다.

즉, RDBMS에서는 PK가 같으면 서로 동일한 record로 정의하지만, Java에서는 주소값이 같거나 내용이 같은 경우를 구분해서 정의한다.

연관성(Associations)

객체지향 언어는 객체 참조(Reference)를 사용하는 연관성을 나타내는 반면, RDBMS는 연관성을 ‘외래키(Foreign Key)’로 나타낸다.

예를 들어, 자바에서의 객체 참조는 아래처럼 방향성이 있기 때문에,

  public class Employee { 
      private int id; 
      private String first_name; 
      …
      private Department department; // Employee -> Department
      …
  }

양방향 관계가 필요한 경우 연관을 두 번 정의해야 한다. 즉, 서로 Reference를 가지고 있어야 한다. 그러나, RDBMS에서는 FK와 Join으로 자연스럽게 방향성이 없는 연결이 이루어진다.

탐색(Navigation)

자바와 RDBMS에서 객체를 접근하는 방법이 근본적으로 다르다.

자바는 그래프 형태로 하나의 연결에서 다른 연결로 이동하며 탐색한다. 예를 들어, user.getBillingDetails().getAccountNumber()의 형식이다. 그러나 RDBMS에서는 일반적으로 쿼리 수를 최소화하고 JOIN을 통해 여러 엔티티를 로드하고 원하는 대상 엔티티를 선택(select)하는 방식으로 탐색한다.



장단점

Pros

  • 객체지향적인 코드로 인해 더 직관적이고 로직에 집중할 수 있도록 도와준다.
    • SQL문이 아닌 클래스의 메서드를 통해 데이터베이스를 조작할 수 있으므로 개발자가 객체 모델만 이용해서 프로그래밍을 하는 데 집중할 수 있다.
    • 선언문, 할당, 종료 같은 부수적인 코드가 없거나 줄어든다.
    • 객체마다 코드를 별도로 작성하기 때문에 코드의 가독성이 높아진다.
    • SQL의 절차적이고 순차적인 접근이 아닌 객체지향적인 접근으로 인해 생산성을 높여준다.
  • 재사용 및 유지보수의 편리성이 증가한다.
    • ORM은 독립적으로 작성되어있고, 해당 객체들을 재활용할 수 있다.
    • 매핑 정보가 명확하여, ERD를 보는 것에 대한 의존도를 낮출 수 있다.
  • DBMS에 대한 종속성이 줄어든다.
    • 대부분 ORM 솔루션은 DB에 종속적이지 않기 때문에 구현 방법뿐만 아니라 많은 솔루션에서 자료형 타입까지 유효하다. (*종속성? 프로그램 구조가 데이터 구조에 영향을 받는다.)
    • 프로그래머는 Object에 집중함으로 극단적으로 DBMS를 교체하는 거대한 작업에도 비교적 적은 리스크와 시간이 소요된다.
    • 또한 자바에서 가공할 경우 equals, hashCode의 오버라이드 같은 자바의 기능을 이용할 수 있고, 간결하고 빠른 가공이 가능하다.

Cons

  • 완벽한 ORM 으로만 서비스를 구현하기가 어렵다.
    • 사용하기는 편하지만 설계는 매우 신중하게 해야한다.
    • 프로젝트의 복잡성이 커질경우 난이도 또한 올라갈 수 있다.
    • 잘못 구현된 경우에 속도 저하 및 심각할 경우 일관성이 무너지는 문제점이 생길 수 있다.
    • 일부 자주 사용되는 대형 쿼리는 속도를 위해 SP를 쓰는등 별도의 튜닝이 필요한 경우가 있다.
    • DBMS의 고유 기능을 이용하기 어렵다. (하지만 이건 단점으로만 볼 수 없다 : 특정 DBMS의 고유기능을 이용하면 이식성이 저하된다.)
  • 프로시저가 많은 시스템에선 ORM의 객체 지향적인 장점을 활용하기 어렵다.
    • 이미 프로시저가 많은 시스템에선 다시 객체로 바꿔야하며, 그 과정에서 생산성 저하나 리스크가 많이 발생할 수 있다.



Frameworks

JPA/Hibernate

JPA(Java Persistence API)는 자바의 ORM 기술 표준으로 인터페이스의 모음이다. 이러한 JPA 표준 명세를 구현한 구현체가 바로 Hibernate이다.

Sequelize

Sequelize는 Postgres, MySQL, MariaDB, SQLite 등을 지원하는 Promise에 기반한 비동기로 동작하는 Node.js ORM이다. Promise의 장점은 아래와 같다.

1) 복잡한 비동기 코드를 깔끔하고 쉽게 만들 수 있도록 한다.
2) Chaining을 통해 값을 전달하거나 연속된 일련의 작업을 처리 할 수 있다.
3) Error handling에 대한 처리를 깔끔하게 할 수 있다.

Django ORM

Python 기반 프레임워크인 Django에서 자체적으로 지원하는 ORM이다.

Prisma

Prisma의 특징은 GraphQL스키마를 기반으로 DB를 자동생성 해준다는 것이다. (*GraphQL? facebook에서 만든 Graph Query Language로 애플리케이션 Query 언어로써 기존의 REST API의 한계점을 극복하고자 나온 통신 규약으로 REST API를 대체할 수 있다.) GraphQL의 장점은 아래와 같다.

1) 요청메세지가 값이 없는 JSON과 비슷하며 받는 데이터는 JSON형태 이다.
2) 단일요청으로 원하는 데이터를 한번에 가져올 수 있다.
3) type system을 지원한다.
4) GraphiQL 등의 강력한 도구를 사용 할 수 있다.
5) 확장성이 좋다.



Reference

https://jins-dev.tistory.com/entry/ORMObject-Relational-Mapping%EC%9D%B4%EB%9E%80-ORM-%ED%8C%A8%EB%9F%AC%EB%8B%A4%EC%9E%84%EC%9D%98-%EA%B0%9C%EB%85%90

http://www.incodom.kr/ORM

https://geonlee.tistory.com/207

https://velog.io/@alskt0419/ORM%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%B4%EC%84%9C...-iek4f0o3fg

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