JDBC와 커넥션 풀 — 자바가 데이터베이스에 접근하는 원리

[Java 애플리케이션]
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   [JDBC API]         ← 표준 인터페이스 (java.sql 패키지)
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[MySQL] [PostgreSQL] [Oracle]   ← 각 벤더의 JDBC 드라이버
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[MySQL DB] [PG DB] [Oracle DB]

[Java 앱] → [JDBC API] → [JDBC Driver] → [DB 서버]
             (java.sql)    (벤더 제공)      (TCP/IP)

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;

public class JdbcBasic {
    public static void main(String[] args) {
        // JDBC URL 형식: jdbc:DB종류://호스트:포트/DB이름
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
        String user = "root";
        String password = "1234";

        try {
            // DriverManager를 통해 커넥션 획득
            Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
            System.out.println("DB 연결 성공!");

            // 사용 후 반드시 닫아야 한다
            conn.close();
        } catch (SQLException e) {
            System.out.println("DB 연결 실패: " + e.getMessage());
        }
    }
}

import java.sql.*;

public class SelectExample {
    public static void main(String[] args) throws SQLException {
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
        Connection conn = DriverManager.getConnection(url, "root", "1234");

        // Statement 생성
        Statement stmt = conn.createStatement();

        // SQL 실행 → ResultSet 반환
        ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, email FROM users");

        // ResultSet 순회
        while (rs.next()) {
            int id = rs.getInt("id");           // 컬럼명으로 조회
            String name = rs.getString("name");
            String email = rs.getString("email");
            System.out.println(id + " | " + name + " | " + email);
        }

        // 역순으로 닫기 (열린 순서의 반대)
        rs.close();
        stmt.close();
        conn.close();
    }
}

Statement stmt = conn.createStatement();
// executeUpdate()는 영향받은 행 수를 반환한다
int rows = stmt.executeUpdate(
    "INSERT INTO users (name, email) VALUES ('홍길동', 'hong@email.com')"
);
System.out.println(rows + "행 삽입됨");

// ❌ 절대 이렇게 하면 안 된다
String userInput = "'; DROP TABLE users; --";
String sql = "SELECT * FROM users WHERE name = '" + userInput + "'";
stmt.executeQuery(sql);
// 실행되는 SQL: SELECT * FROM users WHERE name = ''; DROP TABLE users; --'
// → users 테이블이 삭제된다!

// ✅ PreparedStatement 사용 — 안전하다
String sql = "SELECT * FROM users WHERE name = ? AND email = ?";

// ?는 플레이스홀더 — 나중에 값을 바인딩한다
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, userName);  // 첫 번째 ?에 값 바인딩 (1부터 시작)
pstmt.setString(2, userEmail); // 두 번째 ?에 값 바인딩

ResultSet rs = pstmt.executeQuery();

// INSERT — ?에 값을 바인딩하면 된다
String insertSql = "INSERT INTO users (name, email, age) VALUES (?, ?, ?)";
PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(insertSql);
pstmt.setString(1, "김자바");
pstmt.setString(2, "kim@java.com");
pstmt.setInt(3, 25);
int rows = pstmt.executeUpdate(); // 영향받은 행 수 반환

A 계좌에서 10만원 출금 → B 계좌에 10만원 입금

Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);

try {
    // 1. Auto Commit 끄기
    conn.setAutoCommit(false);

    PreparedStatement withdraw = conn.prepareStatement(
        "UPDATE accounts SET balance = balance - ? WHERE id = ?"
    );
    withdraw.setInt(1, 100000);  // 10만원
    withdraw.setInt(2, 1);       // A 계좌
    withdraw.executeUpdate();

    PreparedStatement deposit = conn.prepareStatement(
        "UPDATE accounts SET balance = balance + ? WHERE id = ?"
    );
    deposit.setInt(1, 100000);   // 10만원
    deposit.setInt(2, 2);        // B 계좌
    deposit.executeUpdate();

    // 2. 두 작업 모두 성공하면 커밋
    conn.commit();
    System.out.println("이체 성공");

} catch (SQLException e) {
    // 3. 하나라도 실패하면 롤백
    conn.rollback();
    System.out.println("이체 실패, 롤백 완료: " + e.getMessage());

} finally {
    // Auto Commit 복원
    conn.setAutoCommit(true);
    conn.close();
}

커서 위치:  [시작] → [행1] → [행2] → [행3] → [끝]
             ↑
         최초 위치

ResultSet rs = pstmt.executeQuery();

while (rs.next()) {
    // 컬럼명으로 조회 (권장 — 가독성이 좋다)
    int id = rs.getInt("id");
    String name = rs.getString("name");

    // 컬럼 인덱스로 조회 (1부터 시작)
    int id2 = rs.getInt(1);
    String name2 = rs.getString(2);

    // NULL 처리 — wasNull() 사용
    int age = rs.getInt("age");
    if (rs.wasNull()) {
        System.out.println("age는 NULL입니다");
    }
}

// Connection, Statement, ResultSet 모두 AutoCloseable을 구현한다
try (
    Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);
    PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(
        "SELECT * FROM users WHERE id = ?"
    )
) {
    pstmt.setInt(1, 1);

    // ResultSet도 try-with-resources 안에서 관리
    try (ResultSet rs = pstmt.executeQuery()) {
        while (rs.next()) {
            System.out.println(rs.getString("name"));
        }
    }
} catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}
// → try 블록을 벗어나면 자동으로 close() 호출
// → 역순으로 닫힌다: ResultSet → PreparedStatement → Connection

[요청 도착]
    → TCP 3-way handshake (네트워크 왕복)
    → DB 인증 (사용자/비밀번호 검증)
    → 커넥션 객체 생성
    → SQL 실행
    → 커넥션 종료 (TCP 연결 해제)
[응답 반환]

┌─────────────── 커넥션 풀 ───────────────┐
│                                          │
│  [Conn1: 사용중] [Conn2: 대기] [Conn3: 대기] │
│  [Conn4: 사용중] [Conn5: 대기]              │
│                                          │
└──────────────────────────────────────────┘

1. 애플리케이션 시작 시 일정 수의 커넥션을 미리 만들어둔다
2. 요청이 오면 풀에서 대기 중인 커넥션을 꺼내 쓴다
3. 사용이 끝나면 커넥션을 풀에 반환한다 (닫지 않는다!)
4. 대기 중인 커넥션이 없으면 새로 만들거나 대기한다

import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class HikariExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // HikariCP 설정
        HikariConfig config = new HikariConfig();
        config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
        config.setUsername("root");
        config.setPassword("1234");

        // 풀 설정
        config.setMaximumPoolSize(10);      // 최대 커넥션 수
        config.setMinimumIdle(5);           // 최소 유휴 커넥션 수
        config.setConnectionTimeout(30000); // 커넥션 획득 대기 시간 (ms)
        config.setIdleTimeout(600000);      // 유휴 커넥션 유지 시간 (ms)
        config.setMaxLifetime(1800000);     // 커넥션 최대 생존 시간 (ms)

        // DataSource 생성
        HikariDataSource ds = new HikariDataSource(config);

        // 풀에서 커넥션을 꺼내 사용
        try (Connection conn = ds.getConnection();
             PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(
                 "SELECT * FROM users WHERE id = ?"
             )) {
            pstmt.setInt(1, 1);
            try (ResultSet rs = pstmt.executeQuery()) {
                while (rs.next()) {
                    System.out.println(rs.getString("name"));
                }
            }
        }
        // try-with-resources로 닫으면 풀에 반환된다 (실제로 닫히지 않음)

        // 애플리케이션 종료 시 풀 닫기
        ds.close();
    }
}

최적 풀 사이즈 ≈ (CPU 코어 수 × 2) + 유효 디스크 수

// 1. DriverManager 방식 — 매번 새 커넥션 생성
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);

// 2. DataSource 방식 — 커넥션 풀에서 꺼내기
Connection conn = dataSource.getConnection();

# Spring Boot application.yml 설정 예시
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
    username: root
    password: 1234
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    hikari:
      maximum-pool-size: 10
      minimum-idle: 5
      connection-timeout: 30000

┌──────────────────────────────────┐
│         애플리케이션 코드           │
│   em.persist(user)               │
└────────────┬─────────────────────┘
             │
┌────────────▼─────────────────────┐
│         JPA (표준 명세)            │
│   - EntityManager                │
│   - JPQL                         │
└────────────┬─────────────────────┘
             │
┌────────────▼─────────────────────┐
│       Hibernate (JPA 구현체)      │
│   - Session                      │
│   - HQL                          │
│   - 영속성 컨텍스트                │
└────────────┬─────────────────────┘
             │ SQL 생성
┌────────────▼─────────────────────┐
│         JDBC API                  │
│   - Connection                   │
│   - PreparedStatement            │
│   - ResultSet                    │
└────────────┬─────────────────────┘
             │
┌────────────▼─────────────────────┐
│       JDBC Driver                │
└────────────┬─────────────────────┘
             │
┌────────────▼─────────────────────┐
│       데이터베이스                  │
└──────────────────────────────────┘