리액티브 데이터베이스 액세스: JVM에서의 혁신적 접근

리액티브 프로그래밍은 한때 큰 인기를 끌었지만, SQL 데이터베이스에 접근하는 순간 리액티브 특성이 사라지는 문제로 인해 그 장점을 충분히 활용하지 못하는 상황이 있었습니다. 기존 애플리케이션과 새로운 애플리케이션에서 SQL 데이터베이스가 중요한 역할을 담당하는 만큼, 리액티브 프로그래밍의 전체 이점을 누리기는 어렵고 복잡성이 높아지는 단점이 있었습니다.

하지만 최근 몇 년간 상황은 크게 달라졌습니다. PostgreSQL, MySQL, Microsoft SQL Server, Oracle과 같은 인기 있는 데이터베이스에 대해 리액티브 드라이버가 제공되기 시작했으며, 이를 기반으로 다양한 프레임워크에서 리액티브 API를 제공하고 있습니다. 본 글에서는 대표적인 리액티브 데이터베이스 액세스 솔루션인 Hibernate Reactive, Spring Data R2DBC, jOOQ에 대해 살펴보겠습니다.

 

 

리액티브 데이터베이스 액세스: JVM에서의 혁신적 접근

 

 

리액티브 프로그래밍이란?

리액티브 프로그래밍은 비동기 데이터 스트림과 이벤트 기반 시스템을 처리하는 데 중점을 둔 프로그래밍 패러다임입니다. 이를 통해 애플리케이션은 대규모 요청을 효율적으로 처리하고 성능을 최적화할 수 있습니다. 하지만 데이터베이스와의 상호작용에 있어서는 여전히 제약이 있었고, 기존의 동기화된 데이터베이스 접근 방식이 리액티브 체인의 연속성을 방해하는 문제가 있었습니다.

 

 

Spring Data R2DBC

Spring Data R2DBC는 Spring 생태계에서 리액티브 데이터베이스 액세스를 지원하는 첫 번째 프레임워크 중 하나였습니다. 처음에는 H2 데이터베이스에서만 제한적으로 제공되었지만, 이제는 다양한 리액티브 드라이버와 통합되어 생산 환경에서도 사용할 수 있게 되었습니다. Spring Data R2DBC는 기존의 Spring Data JPA와 유사한 인터페이스를 제공하며, 큰 차이점은 엔티티에 대해 단 하나의 @Id 어노테이션이 필요하다는 것입니다.

Spring Data R2DBC는 Flux와 Mono 같은 리액티브 타입을 기본적으로 통합하며, 이러한 타입을 사용하여 데이터를 처리합니다. 예를 들어, 데이터베이스에서 데이터를 가져오고 이를 리액티브 스트림으로 반환하여 비동기적으로 데이터를 처리할 수 있습니다. 하지만 현재로서는 다대다 관계를 직접적으로 지원하지 않기 때문에 추가적인 쿼리와 로직이 필요할 수 있습니다.

 

 

예시 코드: Person 엔티티

data class Person(
    @Id val id: Long,
    val firstName: String,
    val lastName: String,
    val birthdate: LocalDate?,
    @Transient
    val addresses: MutableSet<Address> = mutableSetOf()
)

interface PersonRepository : ReactiveCrudRepository<Person, Long>

 

 

Spring Data R2DBC는 ReactiveCrudRepository 인터페이스를 제공하며, 이를 통해 데이터베이스 작업을 간단하게 처리할 수 있습니다. 하지만 관계형 데이터의 경우 추가적인 쿼리를 사용하여 데이터를 가져와야 하며, 이 과정에서 많은 N+1 쿼리 문제가 발생할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해서는 추가적인 설정과 코드가 필요합니다.

 

 

Hibernate Reactive

Hibernate Reactive는 기존의 Hibernate와 유사한 방식으로 데이터베이스 액세스를 지원하지만, 리액티브 방식으로 동작합니다. 즉, JPA 표준을 준수하면서도 비동기적으로 데이터를 처리할 수 있습니다. Hibernate Reactive는 Vert.x를 기반으로 하며, 이를 통해 비동기식으로 데이터베이스와 상호작용할 수 있습니다.

Hibernate Reactive의 가장 큰 장점 중 하나는 기존의 Hibernate 사용자에게 친숙하다는 점입니다. 동일한 엔티티 매핑 방식을 사용하며, 기존 Hibernate 설정을 거의 그대로 사용할 수 있습니다. Hibernate Reactive는 기본적으로 Mutiny 라이브러리와 통합되며, 이를 통해 비동기 처리를 지원합니다.

 

 

예시 코드: Person 엔티티 매핑

@Entity
@Table(name = "person", schema = "people")
class Person(
    @Id var id: Long?,
    @Column(name = "first_name") var firstName: String?,
    @Column(name = "last_name") var lastName: String?,
    var birthdate: LocalDate?,
    @ManyToMany
    @JoinTable(
        name = "person_address",
        schema = "people",
        joinColumns = [JoinColumn(name = "person_id")],
        inverseJoinColumns = [JoinColumn(name = "address_id")]
    )
    val addresses: MutableSet<Address> = mutableSetOf()
)

 

Hibernate Reactive는 리액티브 방식으로 엔티티를 처리하지만, 여전히 JPA의 제약을 따르기 때문에 설정 파일을 사용한 전통적인 방식의 구성이 필요합니다. 또한 **Mono<List>**를 반환하며, 이는 전체 데이터를 한 번에 가져오는 방식으로 동작합니다.

 

 

jOOQ Reactive

jOOQ는 SQL을 객체로 다루는 라이브러리로, 개발자가 SQL 쿼리를 더 직관적으로 작성하고 데이터베이스와 상호작용할 수 있게 해줍니다. jOOQ는 리액티브 스트림과 Project Reactor와의 통합을 지원하며, 복잡한 쿼리를 비동기적으로 처리할 수 있는 기능을 제공합니다.

jOOQ는 데이터베이스 스키마에서 코드를 생성한 후 이를 사용하여 데이터베이스와 상호작용합니다. SQL 쿼리를 객체화하고, 이를 통해 복잡한 관계형 데이터를 처리할 수 있습니다. jOOQ의 가장 큰 장점은 고급 SQL 기능을 지원하며, 개발자가 SQL의 모든 기능을 최대한 활용할 수 있다는 점입니다.

 

 

예시 코드: jOOQ 쿼리

fun findAll(): Flux<PersonWithAddresses> {
    val people: SelectJoinStep<Record5<Long?, String?, String?, LocalDate?, MutableList<Address>>> =
        ctx.select(
            PERSON.ID,
            PERSON.FIRST_NAME,
            PERSON.LAST_NAME,
            PERSON.BIRTHDATE,
            DSL.multiset(
                DSL.select(
                    PERSON_ADDRESS.ADDRESS_ID,
                    PERSON_ADDRESS.address.FIRST_LINE,
                    PERSON_ADDRESS.address.SECOND_LINE,
                    PERSON_ADDRESS.address.ZIP,
                    PERSON_ADDRESS.address.CITY,
                    PERSON_ADDRESS.address.STATE,
                    PERSON_ADDRESS.address.COUNTRY,
                ).from(PERSON_ADDRESS)
                 .where(PERSON_ADDRESS.PERSON_ID.eq(PERSON.ID))
            ).convertFrom { it.map(addressMapper) }
        ).from(PERSON)

    return Flux.from(people)
               .map(personWithAddressesMapper)
}

 

jOOQ는 multiset이라는 기능을 제공하여 서브쿼리의 결과를 집합으로 처리하고 이를 상위 레코드에 포함할 수 있습니다. 이를 통해 다대다 관계를 효율적으로 처리할 수 있으며, 복잡한 SQL 쿼리도 간단하게 작성할 수 있습니다.

 

 

결론

Spring Data R2DBC, Hibernate Reactive, jOOQ 모두 리액티브 데이터베이스 액세스를 지원하며, 각각의 장단점이 있습니다. 이 중 어떤 것을 선택할지는 주로 기존에 사용하고 있는 프레임워크나 SQL 처리 요구사항에 따라 달라질 수 있습니다. jOOQ는 복잡한 SQL 쿼리에 강력한 도구이며, Hibernate Reactive와 Spring Data R2DBC는 기존의 ORM 사용자들에게 친숙한 방식으로 리액티브 데이터 처리를 제공합니다.

데이터베이스 액세스에서 리액티브 프로그래밍의 중요성이 점차 커지고 있으며, 이러한 프레임워크들을 활용하면 더 효율적이고 확장 가능한 애플리케이션을 개발할 수 있습니다. 앞으로 더 많은 리액티브 드라이버와 프레임워크가 등장하면서 리액티브 프로그래밍의 가능성은 더욱 확장될 것입니다.