java-jpa-hibernate

Java JPA Hibernate スキル

本番アプリケーション向けに、JPA と Hibernate によるデータ永続化を習得します。

概要

このスキルでは、JPA エンティティの設計、Hibernate の最適化、Spring Data リポジトリ、クエリ戦略、キャッシュについて扱います。N+1 クエリを防ぎ、高性能な永続化レイヤーを構築することに重点を置いています。

このスキルを使う場面

次のような場合に使用します。

• リレーションを持つ JPA エンティティを設計する
• データベースクエリを最適化する
• パフォーマンスを考慮して Hibernate を設定する
• キャッシュ戦略を実装する
• 永続化に関する問題をデバッグする

対象トピック

エンティティ設計

• エンティティのマッピングアノテーション
• リレーションの種類（1:1、1:N、N:M）
• 継承戦略
• ライフサイクルコールバック
• 監査

クエリの最適化

• N+1 問題の防止
• JOIN FETCH と EntityGraph の比較
• バッチフェッチ
• プロジェクションと DTO

トランザクション

• @Transactional の設定
• 伝播と分離レベル
• 楽観的ロックと悲観的ロックの比較
• デッドロックの防止

キャッシュ

• 第 1 レベルキャッシュと第 2 レベルキャッシュ
• クエリキャッシュ
• キャッシュの無効化
• Redis との連携

クイックリファレンス

// Entity with relationships
@Entity
@Table(name = "orders")
public class Order {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "customer_id", nullable = false)
    private Customer customer;

    @OneToMany(mappedBy = "order", cascade = CascadeType.ALL, orphanRemoval = true)
    @BatchSize(size = 20)
    private List<OrderItem> items = new ArrayList<>();

    @Version
    private Long version;

    // Bidirectional helper
    public void addItem(OrderItem item) {
        items.add(item);
        item.setOrder(this);
    }
}

// Auditing base class
@MappedSuperclass
@EntityListeners(AuditingEntityListener.class)
public abstract class Auditable {
    @CreatedDate
    @Column(updatable = false)
    private Instant createdAt;

    @LastModifiedDate
    private Instant updatedAt;
}

// Repository with query optimization
public interface OrderRepository extends JpaRepository<Order, Long> {

    // JOIN FETCH to prevent N+1
    @Query("SELECT DISTINCT o FROM Order o JOIN FETCH o.items WHERE o.status = :status")
    List<Order> findByStatusWithItems(@Param("status") Status status);

    // EntityGraph alternative
    @EntityGraph(attributePaths = {"items", "customer"})
    Optional<Order> findById(Long id);

    // DTO Projection
    @Query("SELECT new com.example.OrderSummary(o.id, o.status, c.name) " +
           "FROM Order o JOIN o.customer c WHERE o.id = :id")
    Optional<OrderSummary> findSummaryById(@Param("id") Long id);
}

N+1 の防止策

戦略	使用する場面	例
JOIN FETCH	リレーションが常に必要な場合	JOIN FETCH o.items
EntityGraph	動的にフェッチする場合	@EntityGraph(attributePaths)
@BatchSize	コレクションにアクセスする場合	@BatchSize(size = 20)
DTO Projection	読み取り専用のクエリ	new OrderSummary(...)

Hibernate の設定

spring:
  jpa:
    open-in-view: false  # Critical!
    properties:
      hibernate:
        jdbc.batch_size: 50
        order_inserts: true
        order_updates: true
        default_batch_fetch_size: 20
        generate_statistics: ${HIBERNATE_STATS:false}

  datasource:
    hikari:
      maximum-pool-size: 20
      minimum-idle: 5
      leak-detection-threshold: 60000

トラブルシューティング

よくある問題

問題	原因	解決策
N+1 クエリ	ループ内での遅延読み込み	JOIN FETCH、EntityGraph
LazyInitException	セッションが閉じている	DTO プロジェクション
クエリが遅い	インデックスがない	EXPLAIN ANALYZE
接続リーク	@Transactional がない	アノテーションを追加

デバッグ用プロパティ

spring.jpa.show-sql=true
logging.level.org.hibernate.SQL=DEBUG
logging.level.org.hibernate.orm.jdbc.bind=TRACE
hibernate.generate_statistics=true

デバッグチェックリスト

□ Enable SQL logging
□ Check query count per request
□ Verify fetch strategies
□ Review @Transactional
□ Check connection pool

使用方法

Skill("java-jpa-hibernate")

関連スキル

• java-performance - クエリの最適化
• java-spring-boot - Spring Data