kotlin-exposed-patterns

Kotlin Exposed 패턴

DSL 쿼리, DAO, 트랜잭션 및 프로덕션 환경용 설정을 포함하여 JetBrains Exposed ORM을 사용한 데이터베이스 액세스를 위한 포괄적인 패턴입니다.

활성화 시점

• Exposed를 사용하여 데이터베이스 액세스를 설정할 때
• Exposed DSL 또는 DAO를 사용하여 SQL 쿼리를 작성할 때
• HikariCP로 커넥션 풀링을 구성할 때
• Flyway로 데이터베이스 마이그레이션을 생성할 때
• Exposed로 저장소(repository) 패턴을 구현할 때
• JSON 컬럼 및 복잡한 쿼리를 처리할 때

작동 방식

Exposed는 두 가지 쿼리 스타일을 제공합니다. 직접적인 SQL 스타일 표현을 위한 DSL과 엔티티 생명주기 관리를 위한 DAO입니다. HikariCP는 HikariConfig를 통해 구성된 재사용 가능한 데이터베이스 커넥션 풀을 관리합니다. Flyway는 시작 시 버전이 지정된 SQL 마이그레이션 스크립트를 실행하여 스키마를 동기화 상태로 유지합니다. 모든 데이터베이스 작업은 코루틴 안전성과 원자성(atomicity)을 위해 newSuspendedTransaction 블록 내에서 실행됩니다. 저장소 패턴은 비즈니스 로직이 데이터 계층과 분리되도록 Exposed 쿼리를 인터페이스 뒤로 래핑하며, 테스트 시에는 인메모리 H2 데이터베이스를 사용할 수 있습니다.

예시

DSL 쿼리

suspend fun findUserById(id: UUID): UserRow? =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.selectAll()
            .where { UsersTable.id eq id }
            .map { it.toUser() }
            .singleOrNull()
    }

DAO 엔티티 사용

suspend fun createUser(request: CreateUserRequest): User =
    newSuspendedTransaction {
        UserEntity.new {
            name = request.name
            email = request.email
            role = request.role
        }.toModel()
    }

HikariCP 구성

val hikariConfig = HikariConfig().apply {
    driverClassName = config.driver
    jdbcUrl = config.url
    username = config.username
    password = config.password
    maximumPoolSize = config.maxPoolSize
    isAutoCommit = false
    transactionIsolation = "TRANSACTION_READ_COMMITTED"
    validate()
}

데이터베이스 설정

HikariCP 커넥션 풀링

// DatabaseFactory.kt
object DatabaseFactory {
    fun create(config: DatabaseConfig): Database {
        val hikariConfig = HikariConfig().apply {
            driverClassName = config.driver
            jdbcUrl = config.url
            username = config.username
            password = config.password
            maximumPoolSize = config.maxPoolSize
            isAutoCommit = false
            transactionIsolation = "TRANSACTION_READ_COMMITTED"
            validate()
        }

        return Database.connect(HikariDataSource(hikariConfig))
    }
}

data class DatabaseConfig(
    val url: String,
    val driver: String = "org.postgresql.Driver",
    val username: String = "",
    val password: String = "",
    val maxPoolSize: Int = 10,
)

Flyway 마이그레이션

// FlywayMigration.kt
fun runMigrations(config: DatabaseConfig) {
    Flyway.configure()
        .dataSource(config.url, config.username, config.password)
        .locations("classpath:db/migration")
        .baselineOnMigrate(true)
        .load()
        .migrate()
}

// 애플리케이션 시작 시
fun Application.module() {
    val config = DatabaseConfig(
        url = environment.config.property("database.url").getString(),
        username = environment.config.property("database.username").getString(),
        password = environment.config.property("database.password").getString(),
    )
    runMigrations(config)
    val database = DatabaseFactory.create(config)
    // ...
}

마이그레이션 파일

-- src/main/resources/db/migration/V1__create_users.sql
CREATE TABLE users (
    id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    email VARCHAR(255) NOT NULL UNIQUE,
    role VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT 'USER',
    metadata JSONB,
    created_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT NOW(),
    updated_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT NOW()
);

CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);
CREATE INDEX idx_users_role ON users(role);

테이블 정의

DSL 스타일 테이블

// tables/UsersTable.kt
object UsersTable : UUIDTable("users") {
    val name = varchar("name", 100)
    val email = varchar("email", 255).uniqueIndex()
    val role = enumerationByName<Role>("role", 20)
    val metadata = jsonb<UserMetadata>("metadata", Json.Default).nullable()
    val createdAt = timestampWithTimeZone("created_at").defaultExpression(CurrentTimestampWithTimeZone)
    val updatedAt = timestampWithTimeZone("updated_at").defaultExpression(CurrentTimestampWithTimeZone)
}

object OrdersTable : UUIDTable("orders") {
    val userId = uuid("user_id").references(UsersTable.id)
    val status = enumerationByName<OrderStatus>("status", 20)
    val totalAmount = long("total_amount")
    val currency = varchar("currency", 3)
    val createdAt = timestampWithTimeZone("created_at").defaultExpression(CurrentTimestampWithTimeZone)
}

object OrderItemsTable : UUIDTable("order_items") {
    val orderId = uuid("order_id").references(OrdersTable.id, onDelete = ReferenceOption.CASCADE)
    val productId = uuid("product_id")
    val quantity = integer("quantity")
    val unitPrice = long("unit_price")
}

복합 테이블 (Composite Tables)

object UserRolesTable : Table("user_roles") {
    val userId = uuid("user_id").references(UsersTable.id, onDelete = ReferenceOption.CASCADE)
    val roleId = uuid("role_id").references(RolesTable.id, onDelete = ReferenceOption.CASCADE)
    override val primaryKey = PrimaryKey(userId, roleId)
}

DSL 쿼리

기본 CRUD

// 삽입 (Insert)
suspend fun insertUser(name: String, email: String, role: Role): UUID =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.insertAndGetId {
            it[UsersTable.name] = name
            it[UsersTable.email] = email
            it[UsersTable.role] = role
        }.value
    }

// ID로 조회 (Select by ID)
suspend fun findUserById(id: UUID): UserRow? =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.selectAll()
            .where { UsersTable.id eq id }
            .map { it.toUser() }
            .singleOrNull()
    }

// 조건부 조회 (Select with conditions)
suspend fun findActiveAdmins(): List<UserRow> =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.selectAll()
            .where { (UsersTable.role eq Role.ADMIN) }
            .orderBy(UsersTable.name)
            .map { it.toUser() }
    }

// 업데이트 (Update)
suspend fun updateUserEmail(id: UUID, newEmail: String): Boolean =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.update({ UsersTable.id eq id }) {
            it[email] = newEmail
            it[updatedAt] = CurrentTimestampWithTimeZone
        } > 0
    }

// 삭제 (Delete)
suspend fun deleteUser(id: UUID): Boolean =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.deleteWhere { UsersTable.id eq id } > 0
    }

// 행 매핑 (Row mapping)
private fun ResultRow.toUser() = UserRow(
    id = this[UsersTable.id].value,
    name = this[UsersTable.name],
    email = this[UsersTable.email],
    role = this[UsersTable.role],
    metadata = this[UsersTable.metadata],
    createdAt = this[UsersTable.createdAt],
    updatedAt = this[UsersTable.updatedAt],
)

고급 쿼리

// 조인 쿼리 (Join queries)
suspend fun findOrdersWithUser(userId: UUID): List<OrderWithUser> =
    newSuspendedTransaction {
        (OrdersTable innerJoin UsersTable)
            .selectAll()
            .where { OrdersTable.userId eq userId }
            .orderBy(OrdersTable.createdAt, SortOrder.DESC)
            .map { row ->
                OrderWithUser(
                    orderId = row[OrdersTable.id].value,
                    status = row[OrdersTable.status],
                    totalAmount = row[OrdersTable.totalAmount],
                    userName = row[UsersTable.name],
                )
            }
    }

// 집계 (Aggregation)
suspend fun countUsersByRole(): Map<Role, Long> =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable
            .select(UsersTable.role, UsersTable.id.count())
            .groupBy(UsersTable.role)
            .associate { row ->
                row[UsersTable.role] to row[UsersTable.id.count()]
            }
    }

// 서브쿼리 (Subqueries)
suspend fun findUsersWithOrders(): List<UserRow> =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.selectAll()
            .where {
                UsersTable.id inSubQuery
                    OrdersTable.select(OrdersTable.userId).withDistinct()
            }
            .map { it.toUser() }
    }

// LIKE 및 패턴 매칭 — 와일드카드 주입 방지를 위해 항상 사용자 입력을 이스케이프하십시오.
private fun escapeLikePattern(input: String): String =
    input.replace("\\", "\\\\").replace("%", "\\%").replace("_", "\\_")

suspend fun searchUsers(query: String): List<UserRow> =
    newSuspendedTransaction {
        val sanitized = escapeLikePattern(query.lowercase())
        UsersTable.selectAll()
            .where {
                (UsersTable.name.lowerCase() like "%${sanitized}%") or
                    (UsersTable.email.lowerCase() like "%${sanitized}%")
            }
            .map { it.toUser() }
    }

페이지네이션 (Pagination)

data class Page<T>(
    val data: List<T>,
    val total: Long,
    val page: Int,
    val limit: Int,
) {
    val totalPages: Int get() = ((total + limit - 1) / limit).toInt()
    val hasNext: Boolean get() = page < totalPages
    val hasPrevious: Boolean get() = page > 1
}

suspend fun findUsersPaginated(page: Int, limit: Int): Page<UserRow> =
    newSuspendedTransaction {
        val total = UsersTable.selectAll().count()
        val data = UsersTable.selectAll()
            .orderBy(UsersTable.createdAt, SortOrder.DESC)
            .limit(limit)
            .offset(((page - 1) * limit).toLong())
            .map { it.toUser() }

        Page(data = data, total = total, page = page, limit = limit)
    }

배치 작업 (Batch Operations)

// 배치 삽입 (Batch insert)
suspend fun insertUsers(users: List<CreateUserRequest>): List<UUID> =
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.batchInsert(users) { user ->
            this[UsersTable.name] = user.name
            this[UsersTable.email] = user.email
            this[UsersTable.role] = user.role
        }.map { it[UsersTable.id].value }
    }

// Upsert (충돌 시 삽입 또는 업데이트)
suspend fun upsertUser(id: UUID, name: String, email: String) {
    newSuspendedTransaction {
        UsersTable.upsert(UsersTable.email) {
            it[UsersTable.id] = EntityID(id, UsersTable)
            it[UsersTable.name] = name
            it[UsersTable.email] = email
            it[updatedAt] = CurrentTimestampWithTimeZone
        }
    }
}

DAO 패턴

엔티티 정의

// entities/UserEntity.kt
class UserEntity(id: EntityID<UUID>) : UUIDEntity(id) {
    companion object : UUIDEntityClass<UserEntity>(UsersTable)

    var name by UsersTable.name
    var email by UsersTable.email
    var role by UsersTable.role
    var metadata by UsersTable.metadata
    var createdAt by UsersTable.createdAt
    var updatedAt by UsersTable.updatedAt

    val orders by OrderEntity referrersOn OrdersTable.userId

    fun toModel(): User = User(
        id = id.value,
        name = name,
        email = email,
        role = role,
        metadata = metadata,
        createdAt = createdAt,
        updatedAt = updatedAt,
    )
}

class OrderEntity(id: EntityID<UUID>) : UUIDEntity(id) {
    companion object : UUIDEntityClass<OrderEntity>(OrdersTable)

    var user by UserEntity referencedOn OrdersTable.userId
    var status by OrdersTable.status
    var totalAmount by OrdersTable.totalAmount
    var currency by OrdersTable.currency
    var createdAt by OrdersTable.createdAt

    val items by OrderItemEntity referrersOn OrderItemsTable.orderId
}

DAO 작업

suspend fun findUserByEmail(email: String): User? =
    newSuspendedTransaction {
        UserEntity.find { UsersTable.email eq email }
            .firstOrNull()
            ?.toModel()
    }

suspend fun createUser(request: CreateUserRequest): User =
    newSuspendedTransaction {
        UserEntity.new {
            name = request.name
            email = request.email
            role = request.role
        }.toModel()
    }

suspend fun updateUser(id: UUID, request: UpdateUserRequest): User? =
    newSuspendedTransaction {
        UserEntity.findById(id)?.apply {
            request.name?.let { name = it }
            request.email?.let { email = it }
            updatedAt = OffsetDateTime.now(ZoneOffset.UTC)
        }?.toModel()
    }

트랜잭션 (Transactions)

Suspend 트랜잭션 지원

// 좋음: 코루틴 지원을 위해 newSuspendedTransaction 사용
suspend fun performDatabaseOperation(): Result<User> =
    runCatching {
        newSuspendedTransaction {
            val user = UserEntity.new {
                name = "Alice"
                email = "alice@example.com"
            }
            // 이 블록의 모든 작업은 원자적(atomic)입니다.
            user.toModel()
        }
    }

// 좋음: 세이브포인트(savepoints)를 사용한 중첩 트랜잭션
suspend fun transferFunds(fromId: UUID, toId: UUID, amount: Long) {
    newSuspendedTransaction {
        val from = UserEntity.findById(fromId) ?: throw NotFoundException("사용자 $fromId를 찾을 수 없습니다")
        val to = UserEntity.findById(toId) ?: throw NotFoundException("사용자 $toId를 찾을 수 없습니다")

        // 출금
        from.balance -= amount
        // 입금
        to.balance += amount

        // 둘 다 성공하거나 둘 다 실패합니다.
    }
}

트랜잭션 격리 (Transaction Isolation)

suspend fun readCommittedQuery(): List<User> =
    newSuspendedTransaction(transactionIsolation = Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED) {
        UserEntity.all().map { it.toModel() }
    }

suspend fun serializableOperation() {
    newSuspendedTransaction(transactionIsolation = Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE) {
        // 중요한 작업을 위한 가장 엄격한 격리 수준
    }
}

저장소(Repository) 패턴

인터페이스 정의

interface UserRepository {
    suspend fun findById(id: UUID): User?
    suspend fun findByEmail(email: String): User?
    suspend fun findAll(page: Int, limit: Int): Page<User>
    suspend fun search(query: String): List<User>
    suspend fun create(request: CreateUserRequest): User
    suspend fun update(id: UUID, request: UpdateUserRequest): User?
    suspend fun delete(id: UUID): Boolean
    suspend fun count(): Long
}

Exposed 구현

class ExposedUserRepository(
    private val database: Database,
) : UserRepository {

    override suspend fun findById(id: UUID): User? =
        newSuspendedTransaction(db = database) {
            UsersTable.selectAll()
                .where { UsersTable.id eq id }
                .map { it.toUser() }
                .singleOrNull()
        }

    override suspend fun findByEmail(email: String): User? =
        newSuspendedTransaction(db = database) {
            UsersTable.selectAll()
                .where { UsersTable.email eq email }
                .map { it.toUser() }
                .singleOrNull()
        }

    override suspend fun findAll(page: Int, limit: Int): Page<User> =
        newSuspendedTransaction(db = database) {
            val total = UsersTable.selectAll().count()
            val data = UsersTable.selectAll()
                .orderBy(UsersTable.createdAt, SortOrder.DESC)
                .limit(limit)
                .offset(((page - 1) * limit).toLong())
                .map { it.toUser() }
            Page(data = data, total = total, page = page, limit = limit)
        }

    override suspend fun search(query: String): List<User> =
        newSuspendedTransaction(db = database) {
            val sanitized = escapeLikePattern(query.lowercase())
            UsersTable.selectAll()
                .where {
                    (UsersTable.name.lowerCase() like "%${sanitized}%") or
                        (UsersTable.email.lowerCase() like "%${sanitized}%")
                }
                .orderBy(UsersTable.name)
                .map { it.toUser() }
        }

    override suspend fun create(request: CreateUserRequest): User =
        newSuspendedTransaction(db = database) {
            UsersTable.insert {
                it[name] = request.name
                it[email] = request.email
                it[role] = request.role
            }.resultedValues!!.first().toUser()
        }

    override suspend fun update(id: UUID, request: UpdateUserRequest): User? =
        newSuspendedTransaction(db = database) {
            val updated = UsersTable.update({ UsersTable.id eq id }) {
                request.name?.let { name -> it[UsersTable.name] = name }
                request.email?.let { email -> it[UsersTable.email] = email }
                it[updatedAt] = CurrentTimestampWithTimeZone
            }
            if (updated > 0) findById(id) else null
        }

    override suspend fun delete(id: UUID): Boolean =
        newSuspendedTransaction(db = database) {
            UsersTable.deleteWhere { UsersTable.id eq id } > 0
        }

    override suspend fun count(): Long =
        newSuspendedTransaction(db = database) {
            UsersTable.selectAll().count()
        }

    private fun ResultRow.toUser() = User(
        id = this[UsersTable.id].value,
        name = this[UsersTable.name],
        email = this[UsersTable.email],
        role = this[UsersTable.role],
        metadata = this[UsersTable.metadata],
        createdAt = this[UsersTable.createdAt],
        updatedAt = this[UsersTable.updatedAt],
    )
}

JSON 컬럼

kotlinx.serialization을 사용한 JSONB

// JSONB를 위한 맞춤형 컬럼 타입
inline fun <reified T : Any> Table.jsonb(
    name: String,
    json: Json,
): Column<T> = registerColumn(name, object : ColumnType<T>() {
    override fun sqlType() = "JSONB"

    override fun valueFromDB(value: Any): T = when (value) {
        is String -> json.decodeFromString(value)
        is PGobject -> {
            val jsonString = value.value
                ?: throw IllegalArgumentException("'$name' 컬럼의 PGobject 값이 null입니다")
            json.decodeFromString(jsonString)
        }
        else -> throw IllegalArgumentException("예상치 못한 값: $value")
    }

    override fun notNullValueToDB(value: T): Any =
        PGobject().apply {
            type = "jsonb"
            this.value = json.encodeToString(value)
        }
})

// 테이블에서 사용
@Serializable
data class UserMetadata(
    val preferences: Map<String, String> = emptyMap(),
    val tags: List<String> = emptyList(),
)

object UsersTable : UUIDTable("users") {
    val metadata = jsonb<UserMetadata>("metadata", Json.Default).nullable()
}

Exposed를 사용한 테스트

테스트용 인메모리 데이터베이스

class UserRepositoryTest : FunSpec({
    lateinit var database: Database
    lateinit var repository: UserRepository

    beforeSpec {
        database = Database.connect(
            url = "jdbc:h2:mem:test;DB_CLOSE_DELAY=-1;MODE=PostgreSQL",
            driver = "org.h2.Driver",
        )
        transaction(database) {
            SchemaUtils.create(UsersTable)
        }
        repository = ExposedUserRepository(database)
    }

    beforeTest {
        transaction(database) {
            UsersTable.deleteAll()
        }
    }

    test("사용자 생성 및 조회") {
        val user = repository.create(CreateUserRequest("Alice", "alice@example.com"))

        user.name shouldBe "Alice"
        user.email shouldBe "alice@example.com"

        val found = repository.findById(user.id)
        found shouldBe user
    }

    test("알 수 없는 이메일인 경우 findByEmail이 null을 반환함") {
        val result = repository.findByEmail("unknown@example.com")
        result.shouldBeNull()
    }

    test("페이지네이션이 올바르게 작동함") {
        repeat(25) { i ->
            repository.create(CreateUserRequest("User $i", "user$i@example.com"))
        }

        val page1 = repository.findAll(page = 1, limit = 10)
        page1.data shouldHaveSize 10
        page1.total shouldBe 25
        page1.hasNext shouldBe true

        val page3 = repository.findAll(page = 3, limit = 10)
        page3.data shouldHaveSize 5
        page3.hasNext shouldBe false
    }
})

Gradle 의존성

// build.gradle.kts
dependencies {
    // Exposed
    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-core:1.0.0")
    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-dao:1.0.0")
    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-jdbc:1.0.0")
    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-kotlin-datetime:1.0.0")
    implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-json:1.0.0")

    // 데이터베이스 드라이버
    implementation("org.postgresql:postgresql:42.7.5")

    // 커넥션 풀링
    implementation("com.zaxxer:HikariCP:6.2.1")

    // 마이그레이션
    implementation("org.flywaydb:flyway-core:10.22.0")
    implementation("org.flywaydb:flyway-database-postgresql:10.22.0")

    // 테스트
    testImplementation("com.h2database:h2:2.3.232")
}

빠른 참조: Exposed 패턴

패턴	설명
object Table : UUIDTable("name")	UUID 기본 키가 있는 테이블 정의
newSuspendedTransaction { }	코루틴 안전 트랜잭션 블록
Table.selectAll().where { }	조건이 있는 쿼리
Table.insertAndGetId { }	삽입 및 생성된 ID 반환
Table.update({ condition }) { }	일치하는 행 업데이트
Table.deleteWhere { }	일치하는 행 삭제
Table.batchInsert(items) { }	효율적인 대량 삽입
innerJoin / leftJoin	테이블 조인
orderBy / limit / offset	정렬 및 페이지네이션
count() / sum() / avg()	집계 함수

기억하십시오: 간단한 쿼리에는 DSL 스타일을 사용하고, 엔티티 생명주기 관리가 필요한 경우에는 DAO 스타일을 사용하십시오. 코루틴 지원을 위해 항상 newSuspendedTransaction을 사용하고, 테스트 가능성을 위해 데이터베이스 작업을 저장소 인터페이스 뒤로 래핑하십시오.