내일배움캠프 본캠프 32일차 - Django의 모델 관계, 다대다 예시

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내일배움캠프 본캠프 32일차 - Django의 모델 관계, 다대다 예시

수현조 2025. 1. 9. 21:05

Django의 모델 관계(Relationships)는 RDBMS(Relational Database Management System)에서 사용할 수 있도록 설계되어 있습니다. 관계는 데이터 간의 연결을 정의하는 기능으로, RDBMS 기반 데이터베이스(예: SQLite, MySQL, PostgreSQL 등)에서만 효과적으로 작동합니다.

Django 모델에서의 관계

Django에서 사용되는 관계의 주요 유형은 다음과 같습니다:

1. ForeignKey (1:N 관계)

한 개의 레코드가 여러 개의 관련 레코드를 가질 수 있음.
예: 하나의 사용자(User)가 여러 개의 게시글(Post)을 가질 수 있음.

class User(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    author = models.ForeignKey(User, on_delete=models.CASCADE)

2. OneToOneField (1:1 관계)

한 개의 레코드가 오직 하나의 관련 레코드와만 연결될 수 있음.
예: 사용자(User)와 사용자 프로필(Profile)이 1:1 관계.

class User(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

class Profile(models.Model):
    user = models.OneToOneField(User, on_delete=models.CASCADE)
    bio = models.TextField()

3. ManyToManyField (N:M 관계)

여러 레코드가 여러 관련 레코드와 연결될 수 있음.
예: 여러 사용자가 여러 그룹에 속할 수 있음.

class User(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

class Group(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    members = models.ManyToManyField(User)

관계형 데이터베이스(RDBMS)에서만 가능한 이유

관계형 데이터베이스는 데이터의 관계를 효율적으로 관리하고 질의(Query)를 처리할 수 있는 **키(Key)**와 **제약 조건(Constraints)**을 제공하기 때문입니다.

Primary Key & Foreign Key: RDBMS는 각 레코드의 고유 식별자(Primary Key)를 기반으로 다른 테이블과의 관계(Foreign Key)를 정의합니다.
Join 연산: 관계형 데이터베이스는 SQL의 JOIN 연산을 사용해 서로 다른 테이블의 데이터를 결합하여 관계를 표현합니다.

NoSQL에서는 왜 사용할 수 없을까?

NoSQL 데이터베이스(예: MongoDB, DynamoDB)는 스키마리스(Schema-less) 데이터 구조를 가지므로 관계를 정의하거나 사용할 수 없습니다.

NoSQL은 **문서(Document)**나 컬렉션(Collection) 기반으로 데이터를 저장하며, 관계보다는 중복 데이터를 허용해 빠른 접근을 제공합니다.
관계가 필요한 경우, NoSQL에서는 데이터를 중첩(Nested) 구조로 저장하거나, 애플리케이션 레벨에서 직접 관계를 관리해야 합니다.

Django에서 관계를 정의할 때의 유의점

데이터베이스 엔진 선택:
- Django 기본 데이터베이스인 SQLite에서도 관계를 사용할 수 있지만, 더 큰 프로젝트에서는 MySQL이나 PostgreSQL 같은 완전한 RDBMS를 사용하는 것이 좋습니다.
on_delete 옵션:
- 외래 키 관계에서 관련된 데이터 삭제 시 동작을 정의해야 합니다. 예:
```
author = models.ForeignKey(User, on_delete=models.CASCADE)  # 사용자 삭제 시 관련 게시글 삭제
```
최적화 필요:
- 복잡한 관계를 많이 사용하면 데이터베이스 성능에 영향을 미칠 수 있으므로, 쿼리 최적화(select_related, prefetch_related)를 고려해야 합니다.

M2M 관계 예시

ManyToManyField(M2M, 다대다 관계)는 하나의 객체가 여러 객체와 연결될 수 있고, 그 반대도 성립하는 관계를 표현할 때 사용합니다.

예시 1: 학생(Student)과 강의(Course)

한 명의 학생이 여러 강의를 수강할 수 있고, 하나의 강의에 여러 학생이 등록될 수 있습니다.

from django.db import models

class Student(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

    def __str__(self):
        return self.name


class Course(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    students = models.ManyToManyField(Student, related_name="courses")

    def __str__(self):
        return self.title

데이터베이스 구조 : Django는 students_courses라는 중간 테이블을 자동으로 생성하여 다대다 관계를 관리합니다.

students_courses 테이블은 두 개의 열(student_id와 course_id)로 구성됩니다.

사용 예시:

# 학생 생성
student1 = Student.objects.create(name="Alice")
student2 = Student.objects.create(name="Bob")

# 강의 생성
course1 = Course.objects.create(title="Mathematics")
course2 = Course.objects.create(title="Science")

# 다대다 관계 추가
course1.students.add(student1, student2)  # 수학 강의에 Alice와 Bob 등록
course2.students.add(student1)  # 과학 강의에 Alice만 등록

# 데이터 조회
print(course1.students.all())  # 수학 강의의 학생: [Alice, Bob]
print(student1.courses.all())  # Alice가 등록한 강의: [Mathematics, Science]

예시 2: 태그(Tag) 시스템

블로그 글(Post)과 태그(Tag)가 다대다 관계를 가질 수 있습니다.
하나의 블로그 글이 여러 태그를 가질 수 있고, 하나의 태그가 여러 블로그 글에 사용될 수 있습니다.

class Tag(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

    def __str__(self):
        return self.name


class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()
    tags = models.ManyToManyField(Tag, related_name="posts")

    def __str__(self):
        return self.title

사용 예시:

# 태그 생성
tag1 = Tag.objects.create(name="Django")
tag2 = Tag.objects.create(name="Python")

# 블로그 글 생성
post1 = Post.objects.create(title="Learning Django", content="Django is great!")
post2 = Post.objects.create(title="Python Tips", content="Learn some Python tips.")

# 다대다 관계 추가
post1.tags.add(tag1, tag2)  # "Learning Django" 글에 Django와 Python 태그 추가
post2.tags.add(tag2)  # "Python Tips" 글에 Python 태그 추가

# 데이터 조회
print(post1.tags.all())  # [Django, Python]
print(tag2.posts.all())  # [Learning Django, Python Tips]

중간 테이블(Custom Through 모델)

기본적으로 Django는 다대다 관계를 위해 자동으로 중간 테이블을 생성합니다. 하지만, 중간 테이블에 추가 정보를 저장해야 할 경우에는 through 옵션을 사용하여 직접 중간 모델을 정의할 수 있습니다.

예시: 사용자(User)와 이벤트(Event) 간 참여 정보 추가

class Event(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

    def __str__(self):
        return self.name


class User(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    events = models.ManyToManyField(Event, through='Participation')

    def __str__(self):
        return self.name


class Participation(models.Model):
    user = models.ForeignKey(User, on_delete=models.CASCADE)
    event = models.ForeignKey(Event, on_delete=models.CASCADE)
    date_joined = models.DateTimeField(auto_now_add=True)  # 참여 날짜 저장
    is_active = models.BooleanField(default=True)  # 현재 활성화된 참여 여부

사용 예시:

# 사용자와 이벤트 생성
user1 = User.objects.create(name="Alice")
event1 = Event.objects.create(name="Hackathon")

# 중간 테이블에 데이터 추가
Participation.objects.create(user=user1, event=event1, is_active=True)

# 데이터 조회
for participation in Participation.objects.all():
    print(f"{participation.user.name} joined {participation.event.name} on {participation.date_joined}")

M2M의 특징

관계가 복잡해질수록 성능 문제를 고려해야 함.

prefetch_related를 사용해 M2M 데이터를 효율적으로 가져올 수 있음:

posts = Post.objects.prefetch_related('tags')
for post in posts:
    print(post.tags.all())