장고 모델 상속: 추상 모델 대 다중 테이블 상속

장고의 객체-관계형 매퍼(ORM)는 데이터 모델링과 데이터베이스 상호작용을 위한 강력한 기능을 제공합니다. 장고에서 효율적인 데이터베이스 설계의 핵심 측면 중 하나는 모델 상속을 이해하고 활용하는 것입니다. 이를 통해 여러 모델에 걸쳐 공통 필드와 동작을 재사용하여 코드 중복을 줄이고 유지보수성을 향상시킬 수 있습니다. 장고는 두 가지 주요 모델 상속 유형을 제공합니다: 추상 기본 클래스(abstract base classes)와 다중 테이블 상속(multi-table inheritance)입니다. 각 접근 방식은 고유한 사용 사례와 데이터베이스 구조 및 쿼리 성능에 미치는 영향이 있습니다. 이 글에서는 두 가지 방법을 포괄적으로 탐구하며, 각각을 언제 사용하고 어떻게 효과적으로 구현해야 하는지 안내합니다.

모델 상속 이해하기

모델 상속은 객체 지향 프로그래밍의 기본 개념으로, 기존 클래스(장고에서는 모델)를 기반으로 새로운 클래스를 생성할 수 있게 해줍니다. 새로운 클래스는 부모 클래스의 속성과 메서드를 상속받아, 코드를 다시 작성하지 않고도 부모의 동작을 확장하거나 특화할 수 있습니다. 장고에서는 모델 상속을 사용하여 여러 모델에 걸쳐 필드, 메서드, 메타 옵션을 공유합니다.

올바른 상속 유형을 선택하는 것은 잘 구조화되고 효율적인 데이터베이스를 구축하는 데 매우 중요합니다. 상속을 잘못 사용하면 성능 문제와 복잡한 데이터베이스 스키마로 이어질 수 있습니다. 따라서 각 접근 방식의 미묘한 차이를 이해하는 것이 필수적입니다.

추상 기본 클래스

추상 기본 클래스란?

추상 기본 클래스는 상속되도록 설계되었지만 직접 인스턴스화되지는 않는 모델입니다. 다른 모델의 청사진 역할을 하며, 모든 자식 모델에 존재해야 하는 공통 필드와 메서드를 정의합니다. 장고에서는 모델의 Meta 클래스에서 abstract 속성을 True로 설정하여 추상 기본 클래스를 정의합니다.

모델이 추상 기본 클래스를 상속받으면, 장고는 추상 기본 클래스에 정의된 모든 필드와 메서드를 자식 모델에 복사합니다. 그러나 추상 기본 클래스 자체는 데이터베이스에 별도의 테이블로 생성되지 않습니다. 이것이 다중 테이블 상속과의 주요 차이점입니다.

추상 기본 클래스는 언제 사용해야 할까?

추상 기본 클래스는 여러 모델에 공통 필드를 포함시키고 싶지만, 추상 기본 클래스를 직접 쿼리할 필요가 없을 때 이상적입니다. 일반적인 사용 사례는 다음과 같습니다:

• 타임스탬프 모델: 여러 모델에 created_at 및 updated_at 필드 추가.
• 사용자 관련 모델: 특정 사용자와 연관된 모델에 user 필드 추가.
• 메타데이터 모델: SEO 목적을 위해 title, description, keywords와 같은 필드 추가.

추상 기본 클래스 예제

타임스탬프 모델을 위한 추상 기본 클래스 예제를 만들어 보겠습니다:

            
from django.db import models

class TimeStampedModel(models.Model):
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)

    class Meta:
        abstract = True

class Article(TimeStampedModel):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()

    def __str__(self):
        return self.title

class Comment(TimeStampedModel):
    article = models.ForeignKey(Article, on_delete=models.CASCADE)
    text = models.TextField()

    def __str__(self):
        return self.text

            

              
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이 예제에서 TimeStampedModel은 created_at과 updated_at 필드를 가진 추상 기본 클래스입니다. Article과 Comment 모델 모두 TimeStampedModel을 상속받아 이 필드들을 자동으로 갖게 됩니다. python manage.py migrate를 실행하면, 장고는 created_at과 updated_at 필드를 각각 가진 Article과 Comment 두 개의 테이블을 생성합니다. `TimeStampedModel` 자체에 대한 테이블은 생성되지 않습니다.

추상 기본 클래스의 장점

• 코드 재사용성: 여러 모델에 걸쳐 공통 필드와 메서드의 중복을 피합니다.
• 단순화된 데이터베이스 스키마: 추상 기본 클래스 자체가 테이블이 아니므로 데이터베이스의 테이블 수를 줄입니다.
• 향상된 유지보수성: 추상 기본 클래스의 변경 사항이 모든 자식 모델에 자동으로 반영됩니다.

추상 기본 클래스의 단점

• 직접 쿼리 불가: 추상 기본 클래스를 직접 쿼리할 수 없습니다. 자식 모델만 쿼리할 수 있습니다.
• 제한된 다형성: 단일 쿼리를 통해 추상 클래스에 정의된 공통 필드에 접근해야 할 경우, 다른 자식 모델의 인스턴스를 통일적으로 다루기 어렵습니다. 각 자식 모델을 개별적으로 쿼리해야 합니다.

다중 테이블 상속

다중 테이블 상속이란?

다중 테이블 상속은 상속 계층의 각 모델이 자체 데이터베이스 테이블을 갖는 모델 상속 유형입니다. 모델이 다중 테이블 상속을 사용하여 다른 모델을 상속받으면, 장고는 자식 모델과 부모 모델 사이에 자동으로 일대일 관계를 생성합니다. 이를 통해 자식 모델의 단일 인스턴스를 통해 자식 및 부모 모델의 필드에 모두 접근할 수 있습니다.

다중 테이블 상속은 언제 사용해야 할까?

다중 테이블 상속은 더 일반적인 모델과 명확한 "is-a" 관계를 갖는 특화된 모델을 만들고 싶을 때 적합합니다. 일반적인 사용 사례는 다음과 같습니다:

• 사용자 프로필: 다양한 유형의 사용자(예: 고객, 판매자, 관리자)를 위한 특화된 사용자 프로필 생성.
• 제품 유형: 다양한 유형의 제품(예: 책, 전자제품, 의류)을 위한 특화된 제품 모델 생성.
• 콘텐츠 유형: 다양한 유형의 콘텐츠(예: 기사, 블로그 게시물, 뉴스 기사)를 위한 특화된 콘텐츠 모델 생성.

다중 테이블 상속 예제

사용자 프로필에 대한 다중 테이블 상속 예제를 만들어 보겠습니다:

            
from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User

class Customer(User):
    phone_number = models.CharField(max_length=20, blank=True)
    address = models.CharField(max_length=200, blank=True)

    def __str__(self):
        return self.username

class Vendor(User):
    company_name = models.CharField(max_length=100, blank=True)
    payment_terms = models.CharField(max_length=100, blank=True)

    def __str__(self):
        return self.username

            

              
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이 예제에서 Customer와 Vendor 모델은 모두 내장된 User 모델을 상속합니다. 장고는 auth_user(User 모델용), customer, vendor 세 개의 테이블을 생성합니다. customer 테이블은 auth_user 테이블과 일대일 관계(암시적으로 ForeignKey)를 갖게 됩니다. 마찬가지로, vendor 테이블도 auth_user 테이블과 일대일 관계를 갖습니다. 이를 통해 Customer 및 Vendor 모델의 인스턴스를 통해 표준 User 필드(예: username, email, password)에 접근할 수 있습니다.

다중 테이블 상속의 장점

• 명확한 "is-a" 관계: 모델 간의 명확한 계층적 관계를 나타냅니다.
• 다형성: 다른 자식 모델의 인스턴스를 부모 모델의 인스턴스로 취급할 수 있습니다. 모든 `User` 객체를 쿼리하여 Customer와 Vendor 인스턴스를 포함한 결과를 얻을 수 있습니다.
• 데이터 무결성: 일대일 관계를 통해 자식 테이블과 부모 테이블 간의 참조 무결성을 강제합니다.

다중 테이블 상속의 단점

• 데이터베이스 복잡성 증가: 데이터베이스에 더 많은 테이블을 생성하여 복잡성을 높이고 쿼리 속도를 저하시킬 수 있습니다.
• 성능 오버헤드: 여러 테이블에 걸친 데이터를 쿼리하는 것은 단일 테이블을 쿼리하는 것보다 덜 효율적일 수 있습니다.
• 데이터 중복 가능성: 주의하지 않으면 여러 테이블에 동일한 데이터를 저장하게 될 수 있습니다.

프록시 모델

추상 기본 클래스나 다중 테이블 상속과 같은 엄격한 의미의 모델 상속 유형은 아니지만, 프록시 모델은 이 맥락에서 언급할 가치가 있습니다. 프록시 모델을 사용하면 데이터베이스 테이블을 변경하지 않고 모델의 동작을 수정할 수 있습니다. 모델의 Meta 클래스에서 proxy = True로 설정하여 프록시 모델을 정의합니다.

프록시 모델은 언제 사용해야 할까?

프록시 모델은 다음과 같은 경우에 유용합니다:

• 모델에 사용자 정의 메서드 추가: 모델의 필드나 관계를 변경하지 않고.
• 모델의 기본 정렬 순서 변경: 특정 뷰나 컨텍스트를 위해.
• 다른 장고 앱으로 모델 관리: 기본 데이터베이스 테이블은 원래 앱에 유지하면서.

프록시 모델 예제

            
from django.db import models

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    published = models.BooleanField(default=False)

    def __str__(self):
        return self.title

class PublishedArticle(Article):
    class Meta:
        proxy = True
        ordering = ['-title']

    def get_absolute_url(self):
        return f'/articles/{self.pk}/'

            

              
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이 예제에서 PublishedArticle은 Article의 프록시 모델입니다. Article과 동일한 데이터베이스 테이블을 사용하지만, 다른 기본 정렬 순서(ordering = ['-title'])를 가지고 사용자 정의 메서드(get_absolute_url)를 추가합니다. 새로운 테이블은 생성되지 않습니다.

올바른 상속 유형 선택하기

다음 표는 추상 기본 클래스와 다중 테이블 상속의 주요 차이점을 요약합니다:

올바른 상속 유형을 선택하는 데 도움이 되는 의사 결정 가이드입니다:

• 기본 클래스를 직접 쿼리해야 합니까? 그렇다면 다중 테이블 상속을 사용하세요. 그렇지 않다면 추상 기본 클래스를 고려하세요.
• 명확한 "is-a" 관계를 갖는 특화된 모델을 만들고 있습니까? 그렇다면 다중 테이블 상속을 사용하세요.
• 주로 공통 필드와 메서드를 공유해야 합니까? 그렇다면 추상 기본 클래스를 사용하세요.
• 데이터베이스 복잡성과 성능 오버헤드가 우려됩니까? 그렇다면 추상 기본 클래스를 선호하세요.

모델 상속을 위한 모범 사례

장고에서 모델 상속을 사용할 때 따라야 할 몇 가지 모범 사례입니다:

• 상속 계층을 얕게 유지하세요: 깊은 상속 계층은 이해하고 유지하기 어려워질 수 있습니다. 상속 계층의 수준을 제한하세요.
• 의미 있는 이름을 사용하세요: 모델과 필드에 설명적인 이름을 선택하여 코드 가독성을 높이세요.
• 모델을 문서화하세요: 모델의 목적과 동작을 설명하기 위해 독스트링(docstring)을 추가하세요.
• 모델을 철저히 테스트하세요: 모델이 예상대로 작동하는지 확인하기 위해 단위 테스트를 작성하세요.
• 믹스인(Mixin) 사용을 고려하세요: 믹스인은 여러 모델에 추가할 수 있는 재사용 가능한 기능을 제공하는 클래스입니다. 경우에 따라 상속의 좋은 대안이 될 수 있습니다. 믹스인은 다른 클래스에 의해 상속될 기능을 제공하는 클래스입니다. 이것은 기본 클래스가 아니라 특정 동작을 제공하는 모듈입니다. 예를 들어, 모델에 대한 변경 사항을 자동으로 기록하는 LoggableMixin을 만들 수 있습니다.
• 데이터베이스 성능에 유의하세요: Django Debug Toolbar와 같은 도구를 사용하여 쿼리 성능을 분석하고 잠재적인 병목 현상을 식별하세요.
• 데이터베이스 정규화를 고려하세요: 여러 곳에 동일한 데이터를 저장하지 마세요. 데이터베이스 정규화는 데이터베이스 무결성 제약 조건이 종속성을 올바르게 강제하도록 테이블에 데이터를 구성하여 중복성을 줄이고 데이터 무결성을 향상시키는 데 사용되는 기술입니다.

전 세계의 실용적인 예제

다양한 애플리케이션에서 모델 상속을 사용하는 방법을 보여주는 몇 가지 전 세계적인 예제입니다:

• 전자상거래 플랫폼 (전 세계):
  • 다중 테이블 상속은 다양한 유형의 제품(예: 실물 제품, 디지털 제품, 서비스)을 모델링하는 데 사용할 수 있습니다. 각 제품 유형은 기본 제품 모델에서 이름, 설명, 가격과 같은 공통 속성을 상속받으면서 고유한 속성을 가질 수 있습니다. 이는 규정이나 물류로 인한 제품 변형이 별개의 모델을 요구하는 국제 전자상거래에서 특히 유용합니다.
  • 추상 기본 클래스는 모든 실물 제품에 '배송 무게' 및 '치수'와 같은 공통 필드를 추가하거나 모든 디지털 제품에 '다운로드 링크' 및 '파일 크기'와 같은 필드를 추가하는 데 사용할 수 있습니다.
• 부동산 관리 시스템 (국제):
  • 다중 테이블 상속은 다양한 유형의 부동산(예: 주거용 부동산, 상업용 부동산, 토지)을 모델링할 수 있습니다. 각 유형은 주거용 부동산의 '침실 수'나 상업용 부동산의 '용적률'과 같은 고유한 필드를 가질 수 있으며, 기본 부동산 모델에서 '주소' 및 '가격'과 같은 공통 필드를 상속받습니다.
  • 추상 기본 클래스는 부동산 가용성을 추적하기 위해 '매물 등록일' 및 '입주 가능일'과 같은 공통 필드를 추가할 수 있습니다.
• 교육 플랫폼 (전 세계):
  • 다중 테이블 상속은 다양한 유형의 과정(예: 온라인 과정, 대면 과정, 워크숍)을 나타낼 수 있습니다. 온라인 과정은 '비디오 URL' 및 '기간'과 같은 속성을 가질 수 있고, 대면 과정은 '장소' 및 '일정'과 같은 속성을 가질 수 있으며, 기본 과정 모델에서 '제목' 및 '설명'과 같은 공통 속성을 상속받습니다. 이는 다양한 제공 방법을 제공하는 전 세계의 다양한 교육 시스템에서 유용합니다.
  • 추상 기본 클래스는 모든 과정에 걸쳐 일관성을 보장하기 위해 '난이도' 및 '언어'와 같은 공통 필드를 추가할 수 있습니다.

결론

장고 모델 상속은 잘 구조화되고 유지보수 가능한 데이터베이스 스키마를 구축하기 위한 강력한 도구입니다. 추상 기본 클래스와 다중 테이블 상속의 차이점을 이해함으로써, 특정 사용 사례에 맞는 올바른 접근 방식을 선택할 수 있습니다. 결정을 내릴 때 코드 재사용성, 데이터베이스 복잡성, 성능 오버헤드 간의 균형을 고려하는 것을 잊지 마세요. 이 글에서 설명한 모범 사례를 따르면 효율적이고 확장 가능한 장고 애플리케이션을 만드는 데 도움이 될 것입니다.