[Spring] 데이터 모델링 완벽 가이드

📊 Spring 데이터 모델링 완벽 가이드: 실무 중심 정리

Spring 개발자로서 데이터 모델링(Data Modeling)은 단순한 DB 설계 이상입니다.
도메인 객체(Entity), 레포지토리 설계, 서비스 계층까지 연결되는 핵심 기반이죠.
이번 글에서는 데이터 모델링의 정의부터 ERD 구성 요소, PK/FK 개념, 모델링 절차까지 실무 관점에서 전문적으로 정리합니다.

 

1. 데이터 모델링의 정의: 현실을 데이터로 번역하다

• 모델링(Modeling): 복잡한 현실 세계의 대상을 핵심적인 특징만 추출하여 추상화하고 단순화하여 표현하는 과정입니다. 지도를 만들거나 건축 설계도를 그리는 것을 생각할 수 있습니다.
• 데이터 모델링(Data Modeling): 정보 시스템을 구축하기 위해, 실제 업무 프로세스와 요구사항에 맞춰 데이터의 구조, 특성, 관계를 체계적으로 정의하고 표현하는 작업입니다. 이는 애플리케이션이 데이터를 어떻게 저장하고, 접근하고, 관리할지에 대한 청사진 역할을 합니다.
• ER 모델 (Entity-Relationship Model): 데이터 모델링의 가장 대표적인 방법론 중 하나로, 현실 세계의 개념이나 객체인 개체(Entity) 와 이들 간의 관계(Relationship) 를 중심으로 데이터 구조를 표현합니다.
• ERD (Entity-Relationship Diagram): ER 모델을 시각적으로 표현한 다이어그램입니다. 엔티티, 속성, 관계 등이 표준화된 기호를 사용하여 그려지므로, 개발자, 설계자, 현업 사용자 간의 의사소통 도구로 매우 유용합니다.
•  

2. 데이터 관계의 핵심: 기본 키(PK)와 외래 키(FK)

관계형 데이터베이스 모델링에서 테이블 간의 관계를 정의하고 데이터 무결성을 보장하는 데 키(Key)는 필수적입니다.

• 기본 키 (Primary Key, PK): 테이블 내의 각 행(Row)을 고유하게 식별할 수 있는 하나 이상의 컬럼(Column)입니다.
  • 특징:
    • 유일성(Uniqueness): 테이블 내에서 중복된 값을 가질 수 없습니다. (Not Null + Unique)
    • 최소성(Minimality): 식별력을 갖는 최소한의 컬럼으로 구성되어야 합니다.
    • 안정성(Stability): 값이 자주 변경되지 않아야 합니다. (자주 변경되면 이를 참조하는 다른 데이터에 영향을 미칩니다.)
  • Spring/JPA: 엔티티 클래스 내에서 @Id 어노테이션으로 필드를 지정합니다. 필요에 따라 @GeneratedValue를 사용하여 자동 생성 전략을 정의할 수 있습니다.
• 외래 키 (Foreign Key, FK): 한 테이블의 컬럼이 다른 테이블의 기본 키를 참조하여 테이블 간의 관계(Relationship) 를 맺는 데 사용됩니다. 참조 무결성(Referential Integrity)을 보장하는 역할을 합니다. (예: 주문 테이블의 고객 ID는 고객 테이블의 기본 키를 참조)
  • Spring/JPA: 주로 관계 매핑 어노테이션(@ManyToOne, @OneToOne 등)과 함께 @JoinColumn 어노테이션을 사용하여 외래 키 컬럼을 명시적으로 매핑합니다.

예시: 고객(Users)과 주문(Orders) 테이블

SQL DDL:

CREATE TABLE Users (
    user_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, -- 기본 키 (PK)
    username VARCHAR(255) NOT NULL UNIQUE,
    email VARCHAR(255) UNIQUE
);

CREATE TABLE Orders (
    order_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, -- 기본 키 (PK)
    order_date DATETIME,
    user_id BIGINT,                            -- 외래 키 (FK)
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES Users(user_id) -- Users 테이블의 PK 참조
);

 

Spring Data JPA Entities:

import jakarta.persistence.*; // 또는 javax.persistence.*;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.List;

@Entity
@Table(name = "Users")
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long userId; // PK 매핑

    @Column(nullable = false, unique = true)
    private String username;

    @Column(unique = true)
    private String email;

    @OneToMany(mappedBy = "user") // Order 엔티티의 'user' 필드에 의해 매핑됨
    private List<Order> orders;

    // Getters and Setters
}

@Entity
@Table(name = "Orders")
public class Order {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long orderId; // PK 매핑

    private LocalDateTime orderDate;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY) // 지연 로딩 권장
    @JoinColumn(name = "user_id") // FK 컬럼명 지정 (nullable=true 기본)
    private User user; // FK 관계 매핑

    // Getters and Setters
}

3. ER 모델의 구성 요소 상세

• 엔티티 (Entity): 저장되어야 할 데이터의 대상이 되는 실존하는 개체 또는 개념적 대상입니다. (예: 고객, 제품, 주문, 게시글). 일반적으로 데이터베이스 테이블로 매핑됩니다.
  • Spring/JPA: @Entity 어노테이션이 붙은 클래스에 해당합니다.
• 속성 (Attribute): 엔티티가 가지는 구체적인 특성이나 설명으로, 데이터를 표현하는 가장 작은 논리적 단위입니다. (예: 고객 엔티티의 이름, 이메일, 주소). 테이블의 컬럼으로 매핑됩니다.
  • Spring/JPA: 엔티티 클래스 내의 필드(멤버 변수) 에 해당하며, @Column, @Enumerated, @Temporal 등의 어노테이션으로 세부 속성을 정의합니다.
• 관계 (Relationship): 엔티티(또는 인스턴스) 간의 의미 있는 연관성이나 규칙을 표현합니다. (예: 고객은 여러 주문을 할 수 있다). 주로 외래 키(FK) 를 통해 구현됩니다.
  • Spring/JPA: @OneToOne, @ManyToOne, @OneToMany, @ManyToMany 등의 관계 매핑 어노테이션으로 표현됩니다.
• 식별자 (Identifier): 하나의 엔티티 내에서 각 인스턴스(행)를 고유하게 구별할 수 있는 속성 또는 속성들의 집합입니다. 기본 키(PK) 가 대표적인 식별자입니다.
  • Spring/JPA: @Id 어노테이션으로 지정된 필드(들)에 해당합니다.

4. 엔티티 관계(Entity Relationship)의 종류와 표현

엔티티 간의 관계는 크게 관계수(Cardinality)와 선택성(Optionality)으로 정의됩니다.

• 관계수 (Cardinality): 두 엔티티 타입 간에 참여할 수 있는 인스턴스(행)의 수를 나타냅니다.
  • 일대일 (1:1): 각 엔티티의 인스턴스가 상대 엔티티의 인스턴스 하나와 관계를 맺습니다. (예: User와 UserProfile)
    • JPA: @OneToOne
  • 일대다 (1:N): 한 엔티티의 인스턴스가 상대 엔티티의 여러 인스턴스와 관계를 맺습니다. (예: User와 Orders)
    • JPA: @OneToMany (1 쪽에서) 와 @ManyToOne (N 쪽에서)
  • 다대다 (M:N): 양쪽 엔티티의 인스턴스가 서로 여러 인스턴스와 관계를 맺습니다. (예: Student와 Course)
    • 관계형 DB: 직접 표현이 어려워 중간에 교차 테이블(Intersection/Junction Table) 을 두어 두 개의 1:N 관계로 분해합니다. 데이터 중복을 방지하고 관계 속성을 저장하기 위함입니다.
    • JPA: @ManyToMany 어노테이션으로 표현 가능 (JPA가 암묵적으로 조인 테이블 생성/관리)하거나, 조인 테이블 자체를 별도의 @Entity로 명시적으로 매핑하여 @OneToMany + @ManyToOne 관계로 풀어낼 수도 있습니다 (권장되는 방식).
• 선택성 (Optionality): 관계를 맺는 상대 엔티티의 인스턴스가 필수적(Mandatory)인지 선택적(Optional)인지 여부를 나타냅니다.
  • 필수 참여 (Mandatory, 실선 또는 특정 기호): 관계를 맺는 상대 인스턴스가 반드시 존재해야 합니다. (예: 주문(Order)은 반드시 특정 고객(User)과 연결되어야 함)
    • DB: FK 컬럼에 NOT NULL 제약조건을 설정합니다.
    • JPA: @ManyToOne(optional = false), @OneToOne(optional = false), @JoinColumn(nullable = false) 등으로 표현합니다.
  • 선택 참여 (Optional, 점선 또는 특정 기호): 관계를 맺는 상대 인스턴스가 존재하지 않을 수도 있습니다. (예: 사용자는 프로필 사진을 가질 수도, 안 가질 수도 있음)
    • DB: FK 컬럼이 NULL 값을 허용합니다.
    • JPA: optional = true(기본값), nullable = true(기본값)으로 표현됩니다.
• 식별 관계 vs 비식별 관계:
  • 식별 관계: 부모 엔티티의 기본 키(식별자)가 자식 엔티티의 기본 키의 일부가 되는 관계입니다. (자식 엔티티는 부모 없이는 식별될 수 없음).
    • JPA: @MapsId 또는 @IdClass, @EmbeddedId 등을 사용하여 복합 키를 매핑할 때 나타납니다.
  • 비식별 관계 (일반적): 부모 엔티티의 기본 키가 자식 엔티티의 일반 속성(FK)으로 참조되는 관계입니다. (위의 User-Order 예시)

5. 데이터 모델링 절차: 체계적인 접근

데이터 모델링은 일반적으로 다음과 같은 절차를 따릅니다.

1. 분석 단계:
   • 업무 분석: 대상 업무의 프로세스, 규칙, 요구사항을 명확히 이해합니다.
   • 데이터 분석: 업무에 사용되는 데이터의 종류, 흐름, 제약 조건을 파악합니다.
   • 요구사항 정의: 사용자 및 시스템 요구사항을 구체화합니다.
   • 방향 수립: 모델링의 범위와 목표, 고려사항을 결정합니다. (기존 시스템 벤치마킹, 화면 정의서 작성 등이 포함될 수 있음)
2. 설계 단계:
   • 개념적 모델링 (Conceptual Modeling): 업무 영역의 핵심 엔티티와 그들 간의 주요 관계를 추상적인 수준에서 정의합니다. (ERD 초안 작성)
     • 주제 영역 정의: 모델링 대상과 범위 확정.
     • 핵심 엔티티 도출: 주요 업무 주체, 대상, 개념 식별.
   • 논리적 모델링 (Logical Modeling): 개념 모델을 기반으로 구체적인 데이터 구조를 설계합니다. 특정 데이터베이스 기술과는 독립적으로, 정규화 등을 통해 데이터의 일관성과 효율성을 확보합니다.
     • 모든 엔티티 상세 정의 (속성 포함).
     • 엔티티 간 관계 상세 정의 (관계수, 선택성, 식별 여부 등).
     • 속성 정의 (데이터 타입, 제약 조건 등).
     • 정규화 수행.
   • 물리적 모델링 (Physical Modeling): 논리 모델을 특정 데이터베이스 시스템(MySQL, Oracle 등)에 맞게 변환하는 과정입니다. 성능, 보안, 저장 공간 등을 고려하여 테이블, 컬럼, 인덱스 등을 구체적으로 설계합니다.
     • 테이블/컬럼 변환: 엔티티 -> 테이블, 속성 -> 컬럼 (DB 타입 매핑, 이름 규칙 적용).
     • 무결성 설계: PK, FK, Not Null, Unique, Check 제약조건, Default 값 설정. (JPA에서는 @Id, @Column(nullable=false, unique=true), @Check 등으로 반영)
     • 성능 향상: 역정규화(필요시), 중복 컬럼 추가, 인덱스 설계(@Index), 파티셔닝(DB 기능) 등을 고려합니다.

6. 추가적인 모델링 고려사항: 분류 테이블과 코드 테이블

• 분류 테이블 (Classification Table): 데이터의 분류 체계를 관리하기 위한 테이블입니다. 계층 구조가 고정적인 경우(대/중/소 분류) 또는 동적인 경우(상위/하위 관계)에 사용될 수 있습니다.
  • Spring/JPA: 계층 구조는 @ManyToOne (self-referencing) 등으로 표현하거나, 고정 분류는 Enum 타입으로 매핑하는 것도 좋은 방법입니다.
• 코드 테이블 (Code Table): 시스템 전반에서 사용되는 다양한 코드(상태 코드, 유형 코드 등)와 그 의미를 통합 관리하는 테이블입니다. 코드 값의 일관성을 유지하고 관리 용이성을 높입니다.
  • Spring/JPA: 코드 테이블을 엔티티로 매핑하거나, 자주 변경되지 않는 코드는 Java Enum 타입으로 정의하여 @Enumerated 어노테이션으로 매핑하는 것이 효과적일 수 있습니다.

🧑‍💻 Spring에서 데이터 모델링은 이렇게 연결됩니다

ER 모델 요소	Spring 표현 방식
엔티티(Entity)	@Entity, Java 클래스
속성(Attribute)	@Column, 필드
기본키(PK)	@Id
참조키(FK)	@ManyToOne, @JoinColumn
관계	@OneToMany, @ManyToOne

 

결론: 견고한 Spring 애플리케이션의 시작

데이터 모델링은 단순히 데이터베이스 스키마를 그리는 작업이 아니라, 애플리케이션의 핵심 구조를 설계하는 중요한 과정입니다. 업무 요구사항을 정확히 반영하고, 데이터의 일관성과 무결성을 보장하며, 향후 확장성과 성능까지 고려한 모델링은 Spring 애플리케이션의 품질을 결정짓는 핵심 요소입니다.