백엔드 기초 요약

   

이번 포스트는 YC Tech Academy 3주차 발표자료로, 앞서 작성한 주요 내용을 요약했습니다.

자세한 내용은 앞선 포스트들을 참고해 주세요.

앞서 다룬 주제 펼쳐보기

• 데이터베이스 / 데이터 모델 / RDBMS (link)
• SQLite 다운로드 / SQLite 실행 (link)
• CREATE TABLE 및 관련된 명령어 (link)
• INSERT / SELECT 및 관련된 명령어 (link)
• Foreign Key / Reference (link)
• Index (link)
• Transaction / Rollback (link)

   

Table of Contents

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1. RDBMS
2. CREATE TABLE and KEYS
3. Indexing
4. Transaction
5. Spring Data JPA 활용하기

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RDBMS

• RDBMS란 Relational Database Managing System의 약자로, Relational Database를 관리하는 시스템이다.

• Relational Database 는 여러 Data Model 중 표를 활용하여 Data를 표현하는 모델이다.

  • 예시) scholarship Table

    studentId	Name	GPA	Amount
    1	Matt	4.0	10,000
    2	John	3.0	5,000
    3	Tom	3.5	7,000
    4	Kathy	1.5
    5	Amy	4.0	10,000

• SQL, Structured Query Language는 RDBMS에 사용하는 대표적인 프로그래밍 언어이다.

 

CREATE TABLE and KEYS

CREATE TABLE();은 SQL에서 Table을 생성하는 명령어로, 괄호 안에 Schema를 Constraint와 함께 적는다.

CREATE TABLE scholarship (
  studentId INT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
  GPA DECIMAL(3,1) NOT NULL,
  amount DECIMAL(10, 2)
);

• Schema: studentId, name, GPA, amount
• Constraint: NOT NULL, UNIQUE, PRIMARY KEY 등

 

UNIQUE

Table 내 데이터들의 중복을 방지하기 위해 설정하는 Constraint로, UNIQUE가 붙은 Attribute는 중복된 값을 입력할 수 없다.

• Unique는 Table 하나 당 한 개 이상일 수 있다.
• Unique는 Null 값을 가질 수 있다.
• Unique 값은 변형될 수 있다.
• Unique의 값 중복될 수 없다.

 

PRIMARY KEY

주로 Id로 사용되는 Attribute로, 각 행을 고유하게 식별하기 위한 Key이다. 우연히 모든 Attribute가 중복되더라도 Primary Key는 중복될 수 없으며, UNIQUE보다 제약사항이 강하다.

• PRIMARY KEY는 Table 하나 당 한 개만 존재할 수 있다.
• PRIMARY KEY는 Null 값을 가질 수 없다.
• PRIMARY KEY의 값은 변형될 수 없다.
• PRIMARY KEY의 값 중복될 수 없다.

 

FOREIGN KEY

한 Table의 Attribute가 다른 Table에 이미 존재하는 Attribute를 참조할 때 사용한다. 예를 들어, 장학생(scholarship) Table과 수업(courses) Table이 학번(studentId)이라는 Attribute를 공유한다면, courses Table의 studentId는 FOREIGN KEY를 참조(Reference)한다.

예를 들어, studentId가 1인 ‘Matt’는 ‘Math,’ ‘PE,’ ‘Music’ 과목을 수강했다.

Courses

studentId	Course	Credit	Grade
1	Math	3	A
2	English	2	B
3	Physics	4	A-
4	History	3	B+
5	Chemistry	3	B-
1	PE	1	A
2	Biology	4	C+
3	Drama	2	A
5	Art	2	B
1	Music	2	A-

  CREATE TABLE courses (
      courseId INT PRIMARY KEY,
      studentId INT,
      course VARCHAR(50),
      credit INT,
      grade CHAR(2),
      FOREIGN KEY (studentId) REFERENCES scholarship(id)
  );

• Foreign Key는 Table 하나 당 한 개 이상일 수 있다.
• Foreign Key는 Null 값을 가질 수 있다.
• Foreign Key는 중복될 수 있다.

FOREIGN KEY는 두 테이블 사이의 관계를 파악할 때 유리하다. 예를 들어, 장학금을 받은 학생의 총 이수 Credit을 쉽게 Query할 수 있도록 도와준다.

SELECT
    s.name, s.GPA,
    SUM(c.credit) AS total_credits
FROM
    scholarship s
JOIN
    courses c ON s.id = c.studentId
WHERE
    s.id IN (SELECT id FROM scholarship)
GROUP BY
    s.id;

결과:

name   GPA  total_credits
-----  ---  -------------
Matt   4.0  6
John   3.0  6
Tom    3.5  6
Kathy  1.5  3
Amy    4.0  5

 

Indexing

Index는 SELECT Query를 수행할 때 속도를 높일 수 있도록 포인터를 사용하는 특화된 Table이다.

생성 방법:

CREATE [UNIQUE] INDEX [IF NOT EXISTS] index_name
  ON table_name
    (column1 [ASC | DESC],
     column2 [ASC | DESC],
     ...
     column_n  [ASC | DESC])
  [ WHERE conditions ];

Index는 데이터 접근이 빠른 대신 업데이트가 비효율적이기 때문에 되도록 정적이고 (UPDATE나 DELETE가 없는) 사이즈가 큰 데이터베이스에 사용하기 적합하다.

사용하지 않는 Index는 삭제해주는 것이 좋다.

DROP Index index_name ON table_name;

Index의 종류

• Single-Column: 디폴트 옵션으로, 하나의 column에 대한 index를 생성한다.
• Composite: 두 개 이상의 column에 대한 index를 생성한다.
• Unique: 중복된 값을 허락하지 않는다.
• Implicit: 테이블을 생성하면 자동으로 만들어지는 Index로, Primary Key나 Unique Constraint를 자동으로 저장한다.

 

Transaction

Transaction은 데이터베이스를 조작하는 단위로, 데이터베이스가 업데이트될 때 오류를 최소화하도록 고안된 특성을 가지고 있다. (간단히 말하자면, 동시에 소비자 A와 B가 마지막 남은 상품을 구매하다가 재고가 -1이 되는 머리아픈 상황을 방지하기 위한 장치들을 가지고 있다.)

출처: iStock

Transaction의 특성

• Atomicity: 하나의 Transaction은 수행하는 작업(예: 장바구니 담기 - 결제 - 승인)이 모두 완료되어야 성공하고, 실패할 경우 Transaction 시작 전 상태로 복구한다.

• Consistency: Transaction이 성공적으로 완료되면 결과가 DB에 반영된다. (상품 구매가 완료되면 재고는 1 줄어야 한다.)

• Isolation: Transaction들은 서로 독립적으로 운영된다. (재고가 1개 남은 상품을 장바구니에 담은 사람이 결제를 완료/취소하기 전까지 다음 사람이 장바구니에 담을 수 없다.)

• Durability: 시스템에 오류가 생겨도 Commit된 Transaction 결과는 사라지지 않는다. (결제를 완료했다면 이 정보는 사라지지 않아야 한다.)

 

Transaction에 사용하는 명령어

• COMMIT: 변경 사항 저장하기
• ROLLBACK: 변경 사항을 마지막 세이브포인트로 되돌리기
• SAVEPOINT: Transaction 내의 특정 세이브포인트 생성
• SET TRANSACTION: Transaction에 이름 부여

 

Spring Data JPA 활용하기

Hibernate

• Spring은 Java 오브젝트를 데이터베이스로 변화시키는 ORM(Object-Relational Mapping) 프로세스를 사용한다.
• Hibernate는 JPA를 사용하는 가장 유명한 ORM 프레임워크다.

 

JPA

• JPA(Jpa Repository)를 사용하기 쉽게 만든 모듈으로, Spring에서 DB 사용을 클래스 레벨에서 추상화한 것이다.
• CRUD 메소드 등이 포함되어 있으며, Query를 자동으로 생성해준다.

public interface MemberRepository extends JpaRepository<Member, Long> {
}

 

JPA Entity

• Java class 위에 @Entity라는 annotation을 작성하면 class가 Table로 변환된다.

  @Entity   /**Following is the database**/
  @Table(name="STUDENT")    /**Table name**/
  public class Student {
      @Id    /**PRIMARY KEY**/
      @GeneratedValue(strategy=GenerationType.AUTO)    /**AUTO_INCREMENT**/
      private Long id;    /**Attribute name and type**/
  
      /**VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL**/
      @Column(name="STUDENT_NAME", length=50, nullable=false, unique=true)
      private String name;    /**Attribute name and type**/
  
      // getters and setters
  }
  

 

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자료 출처

• [YC Tech Academy 과정/3주차 주제] RDBMS / Indexing / JPA
• [Pre-W2] Relational Database Management System - YC Tech Academy Backend Career Project