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MikroORM과 TypeORM 비교

· 약 27분
Jake Son

이번 글은 ts 환경에서 주로 사용되는 ORM 인 TypeORM 를 사용하면서 발생한 문제점을 소개하고 또 다른 ORM 인 MikroORM 에서 어떻게 해결하고 있는지에 대한 내용을 담고있다.

TypeORM

TypeORM 은 JavaScriptTypeScript 환경에서 사용하는 ORM (Object–relational mapping) 이다.
주로 ts 진영에서 많이 사용하며 Active RecordData Mapper 패턴을 지원한다.

처음 이 라이브러리를 발견했을 때에는 굉장히 마음에 들었지만 실무에서 계속 사용해보니 이름에 비해 생각만큼 typesafe 하지 않다고 느꼈으며 여러 이슈를 자주 겪었다.
특히 이 라이브러리는 아직도 첫 major 버전이 나오지 않았을 정도로 업데이트가 더딘 상황이다.
하지만 TypeORM 외에 더 나은 대안이 없는 상황이라 계속 사용하고 있었다.

MikroORM

MikroORM 은 오랜기간 PHP 개발자였던 Martin Adámek 가 Node.js 로 넘어오면서 만든 ORM 라이브러리다.
넘어오면서 TypeORM 을 써봤는데 실망을 느껴 직접 만들었다고 한다.

이와 관련된 글은 링크 에서 확인할 수 있다.

MikroORMData Mapper, Unit of WorkIdentity Map 패턴을 지원한다.
공식문서를 살펴보고 직접 예제를 만들어 보면서 느낀점은 TypeORM 에서 제대로 동작하지 않았던 문제가 깔끔하게 해결되며 훨씬 typesafe 하다는 것이었다.

이제 두 라이브러리를 기능과 타입안정성 측면에서 비교해보자.

정보

이후 나오는 코드 Nest.js 환경에서 Data Mapper 패턴을 사용한 예제이며 전체 코드는 링크 를 참조한다.

Entity 정의 방식

두 라이브러리 모두 클래스와 프로퍼티에 데코레이터를 추가해 엔티티를 정의한다.
MikroORM 는 추가로 EntitySchema 라는 방식을 지원하며 스키마를 프로그래밍 하듯이 생성할 수 있다.
이번 글에서는 주로 사용하는 데코레이터 방식을 사용할 것이다.

컬럼의 타입정보와 데코레이터의 메타데이터 정보를 얻기 위해 두 라이브러리 모두 reflect-metadata 를 사용한다.
하지만 MikroORMts-morph 를 사용하는 방식을 추가로 지원하며 이를 사용하면 엔티티 선언이 더 간결해진다.

예제로 만들 엔티티는 PostComment 로 하나의 포스트에 여러 댓글이 존재하는 1:N 관계이다.
먼저 TypeORM 의 경우 아래와 같이 선언한다.

@Entity()
export class Post extends BaseEntity {
@Column()
name: string;

@Column()
content: string;

@Column({ type: "varchar", length: 10, transformer: new PostStatusType() })
status: PostStatus; // 커스텀 타입

@Column({ nullable: true })
memo?: string;

@OneToMany(() => Comment, (comment) => comment.post, {
cascade: ["insert", "update"],
})
comments: Comment[];
}

MikroORM 은 다음과 같이 선언한다.

@Entity()
export class Post extends BaseEntity {
@Property()
name: string;

@Property()
content: string;

@Property({ type: PostStatusType })
status: PostStatus; // 커스텀 타입

@Property()
memo?: string;

@OneToMany(() => Comment, (comment) => comment.post)
comments = new Collection<Comment>(this);
}

두 라이브러리 간의 차이점을 살펴보자

필드의 NULL 선언

원하는 필드를 NULL 로 설정하려면 TypeORM 에서는 데코레이터에 직접 nullable 값을 true 로 설정해야 한다.
하지만 MikroORM 에서는 프로터티 타입을 nullable 로 선언하기만 하면 된다.
이는 더 간결할 뿐만아니라 ts 타입과 실제 컬럼의 타입의 동일함을 보장해준다.

실제로 실무에서 데코레이터에는 nullable 로 선언했지만 ts 타입을 required 로 선언하는 경우가 많았다.
이로인해 Optional Chaining 사용하지 않고 프로터피를 참조하다가 런타임 에러가 발생하는 경우가 많았다.
ts 의 strictNullCheck 옵션을 활성화하면 nullable 타입을 참조하기 전에 null 체크를 필수로 해야하기에 더 안전한 개발이 가능하다.

Foreign Key 제약조건 해제

테이블 연관관계 설정 시 foreign key 추가를 원하지 않을 때 TypeORM 에서는 매번 데코레이터에 createForeignKeyConstraints 옵션을 추가해야 한다.
하지만 MikroORM 에서는 디비 관련 설정에서 FK 생성여부 기본값을 설정할 수 있다.
다만 스키마 동기화 방법을 두 가지를 지원하는데 schemaGenerator 방식은 해당 옵션이 존재하지만 migration 방식은 직접 generator 를 구현해야 한다.

// migration 방식에서는 직접 foreign key 생성은 건너뛰도록 로직을 구현해야 한다
class CustomMigrationGenerator extends TSMigrationGenerator {
createStatement(sql: string, padLeft: number): string {
if (sql.includes(" add constraint ") || sql.includes(" drop constraint "))
return "";

return super.createStatement(sql, padLeft);
}
}

const config: MikroOrmModuleOptions = {
// ... 생략
schemaGenerator: {
createForeignKeyConstraints: false, // FK 생성하지 않도록 설정
},
migrations: {
generator: CustomMigrationGenerator, // 커스텀 generator 설정
},
};

Index 명

정보

TypeORM 에서 Naming strategy 를 통해 인덱스 명을 커스텀하게 지정할 수 있다는게 확인되서 두 라이브러리 간 차이는 없다. https://orkhan.gitbook.io/typeorm/docs/naming-strategy

FK 제약조건을 해제하면 참조 컬럼에 index 또한 생성되지 않는다.
하지만 join 성능을 위해 index 는 필요하므로 직접 추가해야 한다.
TypeORM 에서는 @Index 데코레이터를 사용하지만 MikroORM 에서는 @ManyToOne 데코레이터의 index 옵션을 사용하면 된다.

따로 인덱스명을 지정하지 않은경우 TypeORM 아래 사진처럼 알아보기 힘든 이름으로 사용하기에 (PK 도 동일) 에러 발생시 로그를 해석하기 어려워진다.
따라서 직접 인덱스명을 지정해야 한다.

typeorm-index-name

반면 MikroORM 은 읽기 쉬운 이름으로 생성하기에 직접 이름을 지정할 필요가 없다.

mikroorm-index-name

컬럼명 규칙

TypeORM 은 컬럼명의 네이밍 규칙이 camelCase 인 관계로 snake-case 을 원하는 경우 직접 이름을 지정해주어야 한다.
물론 namingStrategy 설정과 typeorm-naming-strategies 라이브러리를 활용할 수 있지만 연관관계 컬럼명에는 적용이 안되기에 결국 JoinColumn 데코레이터에 직접 지정해야 한다.
반면 MikroORM 은 기본값이 snake-case 이기에 따로 지정할 필요가 없다.

Custom Type

두 라이브러리리 모두 필드에 기본 ts 타입대신 커스텀 타입으로 선언할 수 있는 방법을 제공한다.
TypeORM 에서는 데코레이터의 transformer 설정이며 MikroORM 은 type 이다.
커스텀 타입을 선언하는 방법은 두 라이브러리 모두 비슷하게 특정 interface 를 구현한 클래스를 만들면 된다.

날짜 관련 필드에 js date 대신 js-jodaLocalDateTime 을 사용하기 위한 커스텀 타입 구현부를 살펴보자.

export class LocalDateTimeType implements ValueTransformer {
to(entityValue: LocalDateTime): Date {
return convert(entityValue).toDate();
}

from(databaseValue: Date): LocalDateTime {
return LocalDateTime.from(nativeJs(databaseValue));
}
}

두 라이브러리 모두 database 와 Node.js 간의 데이터 처리로직을 메소드에 작성한다.
TypeORM 의 경우 단순히 from, to 메소드만 제공하지만 MikroORM 은 추가로 여러 상황에 사용되는 메소드를 제공한다.

어떤 메소드를 제공하는 지에 대한 내용은 문서 를 참조한다.
추가로 MikroORM 에서 기본으로 제공하는 타입도 있다.

이슈

두 라이브러리 모두 query builder 를 사용하는 경우 커스텀 타입의 변환로직이 동작하지 않는 이슈가 있다.
다음 테스트 코드를 살펴보자.

it("queryBuilder where 에 string 형태로 사용하는 경우 조회에 실패한다", async () => {
// given
const createdAt = LocalDateTime.of(2022, 2, 1);
const post = PostFactory.make({ createdAt });
await postRepository.save({
...post,
updatedAt: LocalDateTime.now(),
});

// when
const result = await postRepository
.createQueryBuilder("post")
.where("post.createdAt = :createdAt", { createdAt })
.getMany();

// then
expect(result).toHaveLength(0);
});

테스트 코드를 보면 먼저 given 절에서 임의의 post 하나를 insert 하였다.
when 에서 query builder 를 사용해 post 를 가져오는데 where 절을 살펴보면 두 라이브러리 모두 첫 번째 파라미터에 컬럼명을 문자열로 지정하였다.
이렇게 지정하면 두 번째 파라미터로 제공한 createdAt 변수의 타입인 LocalDateTime 의 변환로직이 실행되지 않는다.

실제 where 절에 어떤 값이 들어갔는지 살펴보면

custom-type-issue

createdAt 필드의 타입은 timestamptz 인데 위와 같이 타임존 값이 없는 데이터로 조회하면 database 의 타임존 설정에 따라 정상적으로 동작하지 않을 수 있다.
위와 같은 상황에서는 두 라이브러리 모두 변환로직 대신 LocalDateTimetoJSON 메소드가 실행되며 해당 메소드는 타임존 값을 제거한 결과를 제공한다.

const date = LocalDateTime.of(2022, 2, 1);
console.log(date.toJSON()); // 2022-02-01T00:00

이를 해결하기 위해 직접 toJSON 메소드를 override 하면된다.

// toJSON override
LocalDateTime.prototype.toJSON = function () {
return convert(this).toDate().toISOString();
};

... 생략

// when
const result = await postRepository
.createQueryBuilder('post')
.where('post.createdAt = :createdAt', { createdAt })
.getMany();

// then
expect(result).toHaveLength(1); // 조회 성공

custom-type-issue-solve

아니면 두 라이브러리 모두 where 절에 문자열 대신 json 을 활용해 컬럼을 지정하면 정상적으로 변환로직이 실행된다.

const result = await postRepository
.createQueryBuilder("post")
.where({ createdAt })
.getMany();

추가로 MikroORM 은 where 절에서 엔티티 필드명에 대한 intellisense 를 지원한다.
잘못된 필드명을 지정한 경우 타입 에러가 발생하지 않는점은 아쉽지만 오타를 작성할 확률을 낮춰주기 때문에 유용하다.

where-hint

QueryBuilder 로 특정 필드 select

두 라이브러리 모두 select 메소드를 통해 원하는 필드만 지정해서 가져올 수 있다.
하지만 TypeORM 에서는 연관관계 필드 select 에 대한 이슈가 있다.

다음 코드를 살펴보자.

const result = await commentRepository
.createQueryBuilder("comment")
.select(["comment.id", "comment.post.id"])
.where({ post: { id: post.id } })
.getOneOrFail();

console.log(result); // Comment { id: 1n }
console.log(result.post); // undefined

Comment 엔티티의 id 필드와 post_id 필드만 가져오기 위해 select 절에 직접 지정하였다.
하지만 결과를 보면 id 는 담기지만 post 는 undefined 가 된다.

쿼리 로그를 확인하면 올바르게 쿼리를 수행한 것을 확인할 수 있지만 그 결과를 인스턴스에 담을 때 연관관계 필드는 제대로 넣지 못하는 문제가 있다.

SELECT "comment"."id" AS "comment_id", "comment"."post_id" AS "comment_post_id"
FROM "comment" "comment"
WHERE "comment"."post_id" = $1

이를 해결하려면 getOneOrFail 대신 getRawOne 을 사용해 json 형태로 가져오거나 join 문을 명시적으로 지정해야 한다.

const result = await commentRepository
.createQueryBuilder("comment")
.select(["comment.id", "post.id"])
.innerJoin("comment.post", "post") // join 지정
.getOneOrFail();

엔티티 파일에 연관관계 컬럼에 대한 필드를 추가로 선언하는 방법(RelationId 데코레이터)도 있지만 transformer 가 동작하지 않는 문제와 필드를 가져오는 방법이 두 가지로 나눠지는 문제가 있다.

반면 MikroORM 에서는 위와 같은 문제가 발생하지 않는다.

const result = await commentEntityRepository
.createQueryBuilder("comment")
.select(["id", "post"])
.where({ post: { id: post.id } })
.getSingleResult();

console.log(result.post.id); // 값이 존재

하지만 join 테이블의 id 컬럼 외 다른 필드를 select 하려는 경우에 제대로 동작하지 않는 이슈가 있다.

const result = await commentEntityRepository
.createQueryBuilder("c")
.select(["c.id", "c.like", "post", "p.name"])
.join("c.post", "p")
.getSingleResult();

console.log(result.post.unwrap().name); // undefined

select 구문에 p.name 을 선언해 이름필드를 가져오도록 설정했지만 결과에는 담기지 않는다.
그래서 join 대신 joinAndSelect 를 사용해야 하는데 이는 모든 엔티티의 필드를 select 하기에 비효율적이다.

const result = await commentEntityRepository
.createQueryBuilder("c")
.select(["c.id", "c.like", "post", "p.name"])
.joinAndSelect("c.post", "p") // post 의 모든 필드 가져옴
.getSingleResult();

Smart Query Conditions

두 라이브러리 모두 query builder 관련 이슈가 존재하지만 MikroORM 의 경우 Smart Query Conditions 를 활용하면 복잡한 조회조건을 typesafe 하게 만들 수 있다.
따라서 query builder 를 사용하지 않아도 대부분의 쿼리를 실행할 수 있다.
예를들면 다음 조건을 만족하는 comment 들을 조회하는 상황을 가정해보자.

  • post id 가 100
  • 댓글 내용에 "text" 를 포함하거나 like 수가 10 이상

다음과 같은 코드를 작성하면 된다.

await commentEntityRepository.find({
$and: [
{ post: { id: 100n } },
{ $or: [{ content: { $like: "%text%" } }, { like: { $gte: 10 } }] },
],
});

실제 수행하는 쿼리는 다음과 같다.

SELECT "c0".*
FROM "comment" AS "c0"
WHERE "c0"."post_id" = '100'
AND ("c0"."content" LIKE '%text%' OR "c0"."like" >= 10)

find 메소드 파라미터의 키 중에 $ 로 시작하는 것은 MikroORM 에서 지원하는 연산자로 $and, $or 와 같은 논리연산자와 like, >= 같은 비교연산자가 있다.
만약 조건절에 지원하지 않는 연산자나 잘못된 필드명, 타입에 맞지않는 값을 전달하는 경우 타입에러가 발생하기 때문에 typesafe 한 장점이 있다.

지원하는 모든 연산자를 보려면 링크 를 참조한다.

Repository 기본 조회 메소드

find, findOne 와 같은 조회 메소드의 경우 TypeORM 은 다음과 같은 단점이 존재한다.

  • select 절에 join 하는 테이블의 필드는 지정할 수 없음
  • 테이블 join 방식이 left join 으로 고정
  • join 테이블 지정 옵션(relations) 의 타입이 단순 string 이라 intellisense 지원이 안되고 잘못 입력하면 런타임 에러 발생
  • where 절에 유효하지 않는 필드명을 넣으면 런타임 에러 발생

이제 MikroORM 를 사용하면 어떻게 해결되는지 살펴보자.

join 테이블 컬럼 select

intellisense 를 지원하며 join 필드의 경우에도 정상적으로 동작한다.

select-hint

join 방식

연관관계 테이블의 데이터를 조회할 시 TypeORM 처럼 left join 으로 가져올 수도 있고 select in 방식을 사용할 수 있다.
strategy 옵션을 사용하며 따로 설정하지 않은 경우 기본값은 select in 이다.

select in 방식은 기본 엔티티만 먼저 조회 후 각 join 테이블에 대해서 각각 추가 쿼리를 실행한다.
예를 들면 다음과 같은 코드를 실행한 경우

// like 수가 100 개가 넘어가는 comment 와 post 정보를 가져온다
const result = await commentEntityRepository.find(
{ like: { $gt: 100 } },
{
populate: ["post"],
strategy: LoadStrategy.SELECT_IN, // select in 방식으로 조회
fields: ["id", "like", "post", "post.name"],
},
);

아래와 같은 두 개의 쿼리가 수행되며 그 결과를 병합해 Comment 인스턴스에 담는다.

select "c0"."id", "c0"."like", "c0"."post_id" -- post_id 자동으로 조회
from "comment" as "c0"
where "c0"."like" > 100

select "p0"."id", "p0"."name"
from "post" as "p0"
where "p0"."id" in ('1', '2', '3') -- 위 쿼리의 결과의 post_id 가 1, 2, 3 인 경우
order by "p0"."id" asc
정보

TypeORM 도 0.3.0 버전 이후로 relationLoadStrategy 옵션을 통해 select in 방식을 사용할 수 있다.

join 테이블 지정

조회할 연관관계 테이블 지정 시 존재하지 않는 필드명을 넣으면 타입에러가 발생하며 nested 하게 지정할 수도 있다.
만약 테이블과 관련없는 필드명을 넣은경우는 무시된다.

await commentEntityRepository.findOneOrFail(100n, {
populate: ["post", "post.comments", "like"], // like 는 무시
});

where 절 필드 지정

이전 Smart Query Conditions 에서 언급한 것처럼 유효하지 않는 필드명을 넣으면 타입에러가 발생한다.

Cascade 및 Transaction

TypeORM post 엔티티의 comment 필드선언을 보면 cascade 옵션이 있는 것을 확인할 수 있다.

@OneToMany(() => Comment, (comment) => comment.post, {
cascade: ['insert', 'update'],
})
comments: Comment[];

위 옵션은 post 엔티티에 save 액션이 일어난 경우 comment 도 같이 수정하려는 목적으로 쓴다.
insert 에서는 큰 문제는 없으나 update 시 문제가 발생할 수 있다.
다음 테스트 코드를 살펴보자.

it("transaction 테스트", async () => {
// given
const post = PostFactory.make();
post.comments = [CommentFactory.make(), CommentFactory.make()];
await postRepository.save(post);

// when
const update = () =>
getManager().transaction(async (manager) => {
post.content = "new content";
await manager.save(post); // post.comment 도 같이 update 수행
});

// then
await expect(update).rejects.toThrowError("violates not-null constraint");
});

post 에는 두 개의 comment 가 존재하고 트랜잭션 내에서 post 의 content 필드 수정 후 save 를 수행했다.
comment 의 내용은 전혀 수정하지 않았기에 post 만 업데이트를 수행할것으로 기대하지만 실제로는 에러가 발생한다.

쿼리로그를 보면 comment 에 대해서 4 번의 update 가 발생하고 post_id 필드를 null 로 설정하려는 시도를 하며 not null 조건에 의해 에러가 발생하는 것이다.

update-null

이와같이 비정상적인 쿼리를 수행할 수 있기에 cascade 옵션 사용은 지양하는게 좋다.

반면 MikroORM 에서는 Unit of WorkIdentity Map 패턴으로 인해 위와같은 문제가 발생하지 않는다.
다음 테스트 코드를 살펴보자.

const post = await postEntityRepository.findOneOrFail(100n, {
populate: ["comments"],
});

// 트랜잭션 내에서 persist 를 직접 호출하지 않아도 update 수행된다
await orm.em.transactional(async () => {
post.content = "new content";
post.comments[0]!.like = 12345;
});

// 또는 아래처럼 수행해도 같은 결과가 나온다
await postEntityRepository.persistAndFlush(post);

MikroORM 은 JPA 의 변경감지와 같은 기능이 있어 조회 메소드 결과를 내부적으로 캐시한 후 트랜잭션이 끝나면 두 값을 비교해 변경한 항목에 대해서만 update 를 수행한다.
또한 TypeORM 의 save 와 같은 persist 메소드를 직접 호출하지 않아도 트랜잭션이 끝나면 작업을 수행한다.

MikroORM 은 JPA 의 영속성 컨텍스트와 같은 개념이 적용되어 있기에 이미 캐시에 존재하는 데이터를 찾는 경우에는 쿼리를 수행하지 않고 캐시에 있는 것을 바로 전달한다.

const post = postFactory.makeOne();
post.comments.add(...commentFactory.make(5));

// post 생성
await postEntityRepository.persistAndFlush(post);

// 동일한 post 조회
const newPost = await postEntityRepository.findOneOrFail(post.id, {
populate: ["comments"],
});

// 두 변수는 동일한 인스턴스를 가리킴
console.log(newPost === post); // true

Sqlite 지원

데이터베이스를 사용하는 통합 테스트 작성시 JVM 진영에서는 보통 h2 와 같은 경량 데이터베이스를 활용한다.
Node.js 에서는 sqlite 를 활용해 테스트할 수 있지만 TypeORM 에서는 커스텀 타입 관련 이슈가 발생한다.

기본 엔티티 파일을 살펴보면 createdAt 필드를 js 내장 Date 대신 LocalDateTime 을 사용했다.

@Column({
type: 'timestamptz',
transformer: new LocalDateTimeType(),
nullable: false,
update: false,
})
createdAt: LocalDateTime;

sqlite 관련 설정을 한 후 테스트 코드를 실행하면 아래와 같은 에러가 발생한다.

DataTypeNotSupportedError: Data type "timestamptz" in "Comment.createdAt" is not supported by "better-sqlite3" database.

기본 Date 타입 사용하면 정상적으로 동작하지만 테스트를 위해 커스텀 타입을 포기해야 하는 문제가 발생한다.
반면 MikroORM 은 해당 이슈가 발생하지 않으며 커스텀 날짜 타입은 unix time 으로 변환되어 들어간다.

마무리

TypeScript 와 같은 정적 언어를 사용할 때의 큰 장점은 컴파일 단계 이전에 개발자의 실수를 사전에 잡아낼 수 있다는 것이다.
TypeORM 을 사용하면서 위와 같은 장점을 얻기를 바랐지만 그동안 사용하면서 느낀점은 이름에 비해 생각보다 typesafe 하지 않다는 것이었다.

또한 여러 이슈가 발생해 해결방법을 찾는데 많은시간을 들였고 라이브러리의 발전속도가 느려 아쉬움이 많았다.
이번에 MikroORM 을 살펴보면서 아직 사용자가 많지 않아 문서가 적다는 단점을 제외하면 상당히 잘 만들어진 라이브러리라고 느꼈다.
현재 꾸준히 업데이트를 진행하고 있고 nest.js 공식문서 에도 포함되었기 때문에 사용자가 늘어날 가능성이 있다고 생각한다.