객체지향 쿼리 언어1 - 기본 문법

김영한님의 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 기본편을 통해 JPQL의 기본 문법인 소개, 기본 기능, 프로젝션, 페이징, 조인, 서브쿼리 등을 정리함

객체지향 쿼리 언어 소개

JPA가 지원하는 쿼리 방법

jpa-query-methods

JPQL이 필요한 이유

기본 조회 방법의 한계
- EntityManager.find()
  - 단순히 PK를 사용한 조회만 가능함
- 객체 그래프 탐색
  - a.getB().getC()와 같이 탐색 범위가 제한적임
- 문제
  - “나이가 18살 이상인 회원을 모두 검색하고 싶다면?”과 같은 복잡한 검색 조건 처리가 어려움
해결책
- JPQL
- 엔티티 객체를 대상으로 쿼리함
- SQL을 추상화하여 특정 DB에 비의존적임
- 검색 조건이 포함된 쿼리 작성이 가능함

JPQL의 특징

// JPQL 예시
String jpql = "select m from Member m where m.name like '%hello%'";
List<Member> result = em.createQuery(jpql, Member.class)
    .getResultList();

특징	설명
대상	엔티티 객체 (테이블 아님)
추상화	특정 DB SQL에 의존하지 않음
변환	JPQL -> SQL 자동 변환
정의	객체 지향 SQL

실행 결과 비교

  -- JPQL
  select m from Member m where m.age > 18

  -- 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

다른 쿼리 방법 비교

Criteria

  // Criteria 사용 예시
  CriteriaBuilder cb = em.getCriteriaBuilder();

  CriteriaQuery<Member> query = cb.createQuery(Member.class);
  Root<Member> m = query.from(Member.class);
    
  CriteriaQuery<Member> cq = query.select(m)
      .where(cb.equal(m.get("username"), "kim"));
  List<Member> resultList = em.createQuery(cq).getResultList();

장점
- 자바 코드로 JPQL을 작성함
- JPA 공식 기능임
단점
- 너무 복잡하고 실용성이 낮음

QueryDSL (추천)

  JPAQueryFactory query = new JPAQueryFactory(em);
  QMember m = QMember.member;

  List<Member> list = query.selectFrom(m)
      .where(m.age.gt(18))
      .orderBy(m.name.desc())
      .fetch();

장점
- 자바 코드로 JPQL을 작성함
- 컴파일 시점에 문법 오류를 발견할 수 있음
- 동적 쿼리 작성이 편리함
- 단순하고 쉬움

Native SQL

  String sql = "SELECT ID, AGE, TEAM_ID, NAME FROM MEMBER WHERE NAME = 'kim'";
  List<Member> resultList = em.createNativeQuery(sql, Member.class)
      .getResultList();

사용 시기
- JPQL로 해결 불가능한 DB 의존적 기능
- ex) Oracle CONNECT BY, 특정 DB SQL 힌트
JDBC 직접 사용
주의사항
- JPA와 함께 사용 가능함
- 영속성 컨텍스트를 적절한 시점에 수동 플러시해야 함
- JPA 우회 SQL 실행 직전에 플러시를 호출해야 함

JPQL 기본 문법과 기능

데이터 모델

jpql-data-model

JPQL 문법 구조

select_문 ::= 
    select_절
    from_절
    [where_절]
    [groupby_절]
    [having_절]
    [orderby_절]

update_문 ::= update_절 [where_절]
delete_문 ::= delete_절 [where_절]

JPQL 문법 규칙

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

항목	규칙
엔티티/속성	대소문자 구분 O (`Member`, `age`)
JPQL 키워드	대소문자 구분 X (`SELECT`, `from`, `WHERE`)
엔티티 이름	테이블명 아닌 엔티티명 사용 (`@Entity(name="...")`)
별칭	필수 (`as` 생략 가능)

집합 함수와 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 m.team
HAVING AVG(m.age) >= 20
ORDER BY m.age DESC

반환 타입

작성한 JPQL을 실행하려면 쿼리 객체를 만들어야 하는데, 반환 타입이 명확한지 여부에 따라 사용하는 객체가 다름

TypedQuery

  // 반환 타입이 명확할 때 사용
  TypedQuery<Member> query = 
      em.createQuery("SELECT m FROM Member m", Member.class);

Query

  // 반환 타입 불명확할 때 사용
  Query query = 
      em.createQuery("SELECT m.username, m.age FROM Member m");

결과 조회 API
- 쿼리 객체를 생성한 후에는 결과 조회 API를 호출하여 실제 데이터를 조회함
- getResultList()
  - 결과가 하나 이상일 때 리스트 반환
  - 결과가 없으면 빈 리스트 반환
    1 List<Member> members = query.getResultList();
- getSingleResult()
  - 결과가 정확히 하나일 때 단일 객체 반환
  - 결과 없으면 NoResultException 발생
  - 결과 둘 이상이면 NonUniqueResultException 발생
    1 Member member = query.getSingleResult();

파라미터 바인딩

// 이름 기준 (권장)
String jpql = "SELECT m FROM Member m WHERE m.username = :username";
query.setParameter("username", usernameParam);

// 위치 기준 (비권장)
String jpql = "SELECT m FROM Member m WHERE m.username = ?1";
query.setParameter(1, usernameParam);

프로젝션 (Projection)

프로젝션(Projection)
- SELECT 절에 조회할 대상을 지정하는 것을 말함

jpql-projection

여러 값 조회 방법

  // Query 타입
  Query query = em.createQuery("SELECT m.username, m.age FROM Member m");

  // Object[] 타입
  List<Object[]> resultList = em.createQuery("SELECT m.username, m.age FROM Member m")
      .getResultList();

  // new 명령어 (권장)
  List<UserDTO> resultList = em.createQuery(
      "SELECT new jpabook.jpql.UserDTO(m.username, m.age) FROM Member m",
      UserDTO.class)
      .getResultList();

new 명령어 사용 시 주의사항
- 패키지명을 포함한 전체 클래스명을 입력해야 함
- 순서와 타입이 일치하는 생성자가 필요함

페이징 (Paging)

// 페이징 쿼리
String jpql = "SELECT m FROM Member m ORDER BY m.name DESC";
List<Member> resultList = em.createQuery(jpql, Member.class)
    .setFirstResult(10)    // 조회 시작 위치 (0부터 시작)
    .setMaxResults(20)     // 조회할 데이터 수
    .getResultList();

데이터베이스별 방언 자동 변환

  -- MySQL
  SELECT M.* FROM MEMBER M 
  ORDER BY M.NAME DESC 
  LIMIT ?, ?

  -- Oracle
  SELECT * FROM (
      SELECT ROW_.*, ROWNUM ROWNUM_
      FROM (
          SELECT M.* FROM MEMBER M ORDER BY M.NAME
      ) ROW_
      WHERE ROWNUM <= ?
  ) WHERE ROWNUM_ > ?

조인 (JOIN)

// 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

ON 절 활용

JPA 2.1부터는 ON 절을 지원하여 조인 대상을 필터링하거나 연관관계가 없는 엔티티를 조인할 수 있게 됨

조인 대상 필터링

  -- 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'

연관관계 없는 엔티티 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

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

서브 쿼리 지원 함수

함수	설명
`EXISTS`	서브쿼리에 결과가 존재하면 참
`ALL`	모두 만족하면 참
`ANY/SOME`	하나라도 만족하면 참
`IN`	서브쿼리 결과 중 하나라도 같으면 참

  -- 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)

서브 쿼리 한계

jpql-subquery-limits

Hibernate 6 변경사항
- FROM 절에서도 서브쿼리 사용을 지원하기 시작함

타입 표현

-- 문자
'HELLO', 'She''s'

-- 숫자
10L (Long), 10D (Double), 10F (Float)

-- Boolean
TRUE, FALSE

-- ENUM (패키지명 포함)
jpabook.MemberType.Admin

-- 엔티티 타입 (상속 관계)
TYPE(m) = Member

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

조건식 함수

COALESCE

null이 아니면 반환

SELECT COALESCE(m.username, '이름 없는 회원') FROM Member m

NULLIF

두 값이 같으면 null, 다르면 첫번째 값

SELECT NULLIF(m.username, '관리자') FROM Member m

JPQL 기본 함수

함수	설명
`CONCAT`	문자열 연결
`SUBSTRING`	부분 문자열
`TRIM`	공백 제거
`LOWER/UPPER`	대소문자 변환
`LENGTH`	문자열 길이
`LOCATE`	문자열 위치
`ABS/SQRT/MOD`	수학 함수
`SIZE/INDEX`	JPA 전용

사용자 정의 함수

  -- 사용법
  SELECT FUNCTION('group_concat', i.name) FROM Item i

등록 방법
1. DB 방언 클래스 상속
2. 사용자 정의 함수 등록

연습 문제

JPQL이 데이터베이스의 SQL과 가장 근본적으로 다른 점은 무엇일까요?

a. 질의 대상
- JPQL은 데이터베이스 테이블이 아닌 엔티티 객체를 대상으로 쿼리하는 객체지향 언어임
- 이는 테이블을 대상으로 하는 SQL과의 가장 큰 차이점임
자바 코드로 작성하며 타입 안정성이 높고 동적 쿼리 구현이 편리하여 JPA 쿼리 방식으로 권장되는 것은 무엇인가요?

a. QueryDSL
- QueryDSL은 자바 코드로 JPQL을 타입 안전하게 작성하게 해주고 동적 쿼리 생성을 매우 편리하게 지원하여 권장됨
JPA에서 페이지네이션(Paging)을 구현할 때 사용하는 Query API의 핵심 메서드 두 가지는 무엇인가요?

a. setFirstResult, setMaxResults
- JPA 표준 API인 setFirstResult와 setMaxResults를 통해 페이지네이션 시작 위치와 조회할 최대 개수를 지정함
JPA 표준 JPQL 명세에서 서브쿼리 사용이 허용되는 절(Clause)은 어디인가요?

a. WHERE 절 또는 HAVING 절
- JPA 표준 JPQL에서는 서브쿼리를 WHERE 절과 HAVING 절에서만 사용할 수 있음
- FROM 절 사용은 제한됨
JPQL에서 여러 스칼라 값을 조회한 결과를 DTO 객체로 바로 매핑받고 싶을 때 사용하는 문법은 무엇인가요?

a. SELECT NEW
- JPQL의 NEW 명령어를 사용하면 조회 결과를 지정된 DTO 생성자에 전달하여 바로 DTO 객체로 받아올 수 있음

요약 정리

JPQL은 엔티티 객체를 대상으로 하는 객체지향 쿼리 언어로, SQL을 추상화하여 특정 DB에 의존하지 않음
기본 문법에서 엔티티와 속성은 대소문자를 구분하며, 별칭은 필수로 사용해야 함
프로젝션을 통해 엔티티, 임베디드 타입, 스칼라 타입 등 다양한 대상을 조회할 수 있으며, DTO 조회 시에는 new 명령어를 사용함
페이징은 setFirstResult, setMaxResults API로 추상화되어 있어 DB 방언에 맞게 SQL이 자동 생성됨
조인은 내부 조인, 외부 조인, 세타 조인을 지원하며 ON 절을 활용한 필터링도 가능함
서브쿼리는 WHERE, HAVING 절에서 주로 사용하며, Hibernate 6부터는 FROM 절에서도 지원함

Reference

자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 기본편

[자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 기본편] 객체지향 쿼리 언어1 - 기본 문법