[JPA] entity의 cascade 와 db의 on delete cascade 차이 이해하기

TIL: JPA Cascade와 데이터베이스 ON DELETE CASCADE의 차이점

개념적 이해

JPA에서 cascade 옵션과 데이터베이스의 ON DELETE CASCADE는 비슷한 목적을 가지고 있지만, 작동하는 레벨과 방식이 완전히 다릅니다. 이러한 차이점으로 인해 개발자가 예상하지 못한 동작이 발생할 수 있습니다.

JPA Cascade (Java 애플리케이션 레벨)

JPA의 cascade는 Java 애플리케이션 내에서 엔티티 간의 연산을 전파하는 메커니즘입니다:

• 작동 위치: 메모리 내 영속성 컨텍스트(Persistence Context)
• 영향 범위: JPA가 관리하는 엔티티 객체에만 적용
• 주요 목적: 엔티티 간의 작업(저장, 업데이트, 삭제 등)을 자동화
• 구현 방식: Hibernate와 같은 JPA 구현체가 JDBC를 통해 필요한 SQL 쿼리를 생성하고 실행

@OneToMany(mappedBy = "parent", cascade = CascadeType.ALL, orphanRemoval = true)
private List<Child> children;

이 설정은 "parent 엔티티를 삭제할 때, JPA가 관련된 모든 children 엔티티도 함께 삭제하라"는 의미입니다.

데이터베이스 ON DELETE CASCADE (데이터베이스 레벨)

데이터베이스의 ON DELETE CASCADE는 데이터베이스 시스템 자체에 내장된 기능입니다:

• 작동 위치: 데이터베이스 서버
• 영향 범위: 데이터베이스 테이블과 레코드
• 주요 목적: 참조 무결성(Referential Integrity) 유지
• 구현 방식: 데이터베이스 엔진이 외래 키 제약조건을 처리

ALTER TABLE child
ADD CONSTRAINT fk_child_parent
FOREIGN KEY (parent_id) REFERENCES parent(id)
ON DELETE CASCADE;

이 설정은 "parent 테이블의 레코드가 삭제될 때, 데이터베이스가 자동으로 연결된 child 테이블의 레코드도 삭제하라"는 의미입니다.

왜 JPA Cascade가 데이터베이스 ON DELETE CASCADE로 자동 변환되지 않는가?

JPA를 사용하여 엔티티를 정의하고 테이블을 자동 생성할 때, JPA의 cascade 옵션이 데이터베이스의 ON DELETE CASCADE로 자동 변환되지 않는 이유는 다음과 같습니다:

1. 설계 철학의 차이:

   • JPA는 객체 지향 프로그래밍과 관계형 데이터베이스 간의 패러다임 불일치를 해소하기 위한 것
   • 데이터베이스 외래 키는 데이터 무결성을 보장하기 위한 것
   • 이 두 메커니즘은 서로 다른 문제를 해결하기 위해 설계됨

2. 실행 컨텍스트의 차이:

   • JPA cascade는 애플리케이션이 실행 중일 때만 작동
   • 데이터베이스 CASCADE는 어떤 클라이언트가 데이터베이스에 접근하더라도 항상 작동
   • 이러한 차이로 인해 두 기능을 자동으로 연결하는 것은 예기치 않은 결과를 초래할 수 있음

3. Hibernate의 기본 설계 결정:

   • Hibernate(JPA 구현체)는 의도적으로 이 두 기능을 분리하여 개발자가 각각 명시적으로 구성할 수 있도록 설계됨
   • 이는 개발자에게 더 많은 제어력을 제공하지만, 동시에 두 설정을 일치시켜야 하는 책임도 부여함

4. 다양한 데이터베이스 방언:

   • 각 데이터베이스 시스템마다 CASCADE 옵션 구현 방식이 다를 수 있음
   • JPA는 이러한 다양성을 고려하여 최소한의 공통 기능만 자동화하는 접근법을 취함

실제 문제 상황

// JPA 엔티티 설정
@Entity
public class Parent {
    @Id
    private Long id;

    @OneToMany(mappedBy = "parent", cascade = CascadeType.ALL, orphanRemoval = true)
    private List<Child> children;
}

@Entity
public class Child {
    @Id
    private Long id;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "parent_id")
    private Parent parent;
}

위 코드에서 JPA cascade는 설정되어 있지만, 실제 생성된 데이터베이스 스키마에는 ON DELETE CASCADE가 없을 수 있습니다:

CREATE TABLE child (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    parent_id BIGINT,
    CONSTRAINT fk_child_parent FOREIGN KEY (parent_id) REFERENCES parent(id)
    -- ON DELETE CASCADE가 없음!
);

이러한 상황에서 발생할 수 있는 문제:

1. JPA를 통한 삭제: Parent 엔티티를 JPA를 통해 삭제하면, 먼저 Child 엔티티를 삭제한 후 Parent 엔티티를 삭제합니다. 일반적으로 문제 없이 작동합니다.

2. 데이터베이스 직접 삭제: 데이터베이스에서 직접 Parent 레코드를 삭제하려고 하면, 외래 키 제약조건 위반으로 오류가 발생합니다.

3. 다른 애플리케이션에서 삭제: JPA를 사용하지 않는 다른 애플리케이션이 데이터베이스에 접근하여 삭제 작업을 수행할 경우, 예기치 않은 오류가 발생할 수 있습니다.

해결 방법

1. Hibernate @OnDelete 어노테이션 사용

@Entity
public class Child {
    @Id
    private Long id;

    @ManyToOne
    @JoinColumn(name = "parent_id")
    @OnDelete(action = OnDeleteAction.CASCADE)
    private Parent parent;
}

이 어노테이션은 Hibernate가 테이블을 생성할 때 외래 키에 ON DELETE CASCADE 제약조건을 추가하도록 지시합니다.

2. SQL 스크립트를 통한 제약조건 수정

ALTER TABLE child 
DROP FOREIGN KEY fk_child_parent,
ADD CONSTRAINT fk_child_parent 
FOREIGN KEY (parent_id) 
REFERENCES parent (id) 
ON DELETE CASCADE;

이 SQL을 애플리케이션 시작 시 실행하거나, 데이터베이스 마이그레이션 도구(Flyway, Liquibase 등)를 사용하여 적용할 수 있습니다.

3. 초기화 스크립트 사용

Spring Boot를 사용하는 경우:

spring.jpa.properties.hibernate.hbm2ddl.import_files=classpath:db/foreign_keys.sql

그리고 foreign_keys.sql 파일에 ALTER TABLE 문을 추가합니다.

4. 명시적인 삭제 순서 관리

서비스 레이어에서 삭제 로직을 직접 제어:

@Transactional
public void deleteParent(Long parentId) {
    Parent parent = parentRepository.findById(parentId)
        .orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("Parent not found"));

    // 먼저 자식 엔티티 삭제
    childRepository.deleteByParentId(parentId);

    // 그 다음 부모 엔티티 삭제
    parentRepository.delete(parent);
}

결론

JPA의 cascade와 데이터베이스의 ON DELETE CASCADE는 서로 보완적이지만 자동으로 연결되지 않는 별개의 메커니즘입니다. 두 기능의 차이점을 이해하고 적절히 설정하는 것이 중요합니다. 일관성 있는 데이터 관리를 위해 두 설정을 일치시키거나, 의도적으로 다르게 설정하는 경우 해당 결정의 이유와 영향을 문서화해야 합니다.