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출처 : 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 인프런 강의

 

JPA 게시글은 대부분 인프런의 김영한님의 강의인 '자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍' 기반으로 내용을 정리했습니다.

 

패치 조인(한계)

패치 조인의 특징과 한계

  • 패치 조인 대상에는 별칭을 줄 수 없다.
    • 하이버네이트는 가능하지만 가급적 사용하지 않는 것이 좋다.
    • 패치 조인은 기본적으로 엔티티와 연관 된 데이터를 모두 가져온다. 그 중에 where절을 이용해 몇 개만 가져오고 싶을 때는 그냥 따로 조회하는 것이 좋다. 
      예를들면 1개의 팀과 연관된 회원이 5명이라고 치고, 그 중에 한 명만 불러오는 경우엔 잘못 조작하게 되면 나머지 4명이 누락되어 이상하게 동작할 수 있는 확률이 있다. 그리고 기본적으로 객체 그래프라는 것은 모든 데이터를 조회할 수 있어야하는게 정상이다. 그런데 일정 데이터만 걸러서 조회하는 경우에는 모든 데이터를 가져올 수 없다. 그래서 결론은 쿼리를 따로 분리하는게 맞다. member에 관한 SELECT문을 따로 보내 멤버 다섯 명을 가져오고 나서 한 명을 거르던가 해야한다.
  • 둘 이상의 컬렉션은 패치할 수 없다.
  • 컬렉션을 패치 조인하면 페이징 API(setFirstResult, setMaxResults)를 사용할 수 없다.
    • 일대일, 다대일 같은 단일 값 연관 필드들은 패치 조인해도 페이징이 가능하다.
      • 데이터 뻥튀기가 안 되기 때문!
    • 하이버네이트는 경고 로그를  남기고 메모리에서 페이징(매우 위험)
    • 페이징 예제
String query = "select t From Team t join fetch t.members m";
List<Team> result= em.createQuery(query, Team.class)
        .setFirstResult(0)
        .setMaxResults(1)
        .getResultList();
// 출력 로그 중 일부
WARN: HHH000104: firstResult/maxResults specified with collection fetch; applying in memory!

Hibernate: 
    /* select
        t 
    From
        Team t 
    join
        fetch t.members m */ select
            team0_.id as id1_3_0_,
            members1_.id as id1_0_1_,
            team0_.name as name2_3_0_,
            members1_.age as age2_0_1_,
            members1_.TEAM_ID as TEAM_ID5_0_1_,
            members1_.type as type3_0_1_,
            members1_.username as username4_0_1_,
            members1_.TEAM_ID as TEAM_ID5_0_0__,
            members1_.id as id1_0_0__ 
        from
            Team team0_ 
        inner join
            Member members1_ 
                on team0_.id=members1_.TEAM_ID

그리고 쿼리를 보면 페이지 쿼리가 없는 걸 볼 수 있다. DB에서 Team에 대한 데이터를 다 끌고왔기 때문이다. 만약 데이터가 100만건이면 100만건을 다 가져와서 메모리에 올린 후 페이징을 하는 것이다. 

이런 경우 해결 방법은 그냥 쿼리를 뒤집어버리는 방법이 있다.

String query = "select m From Member m join fetch m.team t";

이렇게 뒤집으면 연관 관계가 다대일이이 되므로 페이징에 문제가 생기지 않는다.

  • BatchSize

패치 조인을 사용하면 N + 1 문제가 해결되지만 컬렉션 패치 조인에서는 해결이 안 된다. 그럴땐 BatchSize() 애노테이션을  사용하면 된다.

String query = "select t From Team t";
List<Team> result= em.createQuery(query, Team.class)
        .setFirstResult(0)
        .setMaxResults(2)
        .getResultList();

System.out.println("result = " + result.size());


    for (Team team : result) {
        System.out.println("team = " + team.getName() + "| members= "
         + team.getMembers().size());
        for(Member findMember : team.getMembers()){
            System.out.println("-> member = " + findMember);
        }

이렇게 쿼리를 날려보면 N + 1 문제로 쿼리가 총 세 번 나가게 된다.

Hibernate: 
    /* select
        t 
    From
        Team t */ select
            team0_.id as id1_3_,
            team0_.name as name2_3_ 
        from
            Team team0_ limit ?
result = 2
Hibernate: 
    select
        members0_.TEAM_ID as TEAM_ID5_0_0_,
        members0_.id as id1_0_0_,
        members0_.id as id1_0_1_,
        members0_.age as age2_0_1_,
        members0_.TEAM_ID as TEAM_ID5_0_1_,
        members0_.type as type3_0_1_,
        members0_.username as username4_0_1_ 
    from
        Member members0_ 
    where
        members0_.TEAM_ID=?
team = 팀A| members= 2
-> member = Member{id=3, username='회원1', age=0}
-> member = Member{id=4, username='회원2', age=0}
Hibernate: 
    select
        members0_.TEAM_ID as TEAM_ID5_0_0_,
        members0_.id as id1_0_0_,
        members0_.id as id1_0_1_,
        members0_.age as age2_0_1_,
        members0_.TEAM_ID as TEAM_ID5_0_1_,
        members0_.type as type3_0_1_,
        members0_.username as username4_0_1_ 
    from
        Member members0_ 
    where
        members0_.TEAM_ID=?
team = 팀B| members= 1

이 문제를 간단하게 해결할 수 있는 방법은 Team에서 연관 관계가 매핑되어 있는 필드에 @BatchSize() 애노테이션을 사용하면 된다. BatchSize의 값은 1000이하의 숫자여야한다.

@BatchSize(size = 100)
@OneToMany(mappedBy = "team")
private List<Member> members = new ArrayList<>();

실행해보자.

Hibernate: 
    /* select
        t 
    From
        Team t */ select
            team0_.id as id1_3_,
            team0_.name as name2_3_ 
        from
            Team team0_ limit ?
result = 2
Hibernate: 
    /* load one-to-many jpql.Team.members */ select
        members0_.TEAM_ID as TEAM_ID5_0_1_,
        members0_.id as id1_0_1_,
        members0_.id as id1_0_0_,
        members0_.age as age2_0_0_,
        members0_.TEAM_ID as TEAM_ID5_0_0_,
        members0_.type as type3_0_0_,
        members0_.username as username4_0_0_ 
    from
        Member members0_ 
    where
        members0_.TEAM_ID in (
            ?, ?
        )
team = 팀A| members= 2
-> member = Member{id=3, username='회원1', age=0}
-> member = Member{id=4, username='회원2', age=0}
team = 팀B| members= 1
-> member = Member{id=5, username='회원3', age=0}

N+1  문제가 해결된 걸 볼 수 있다. 참고로 BatchSize()는 각 필드에 직접 써주는 방법도 있지만 글로벌하게 설정할 수도 있다. 먼저 Team 클래스에서 추가했던 BatchSize()를 주석한 후 persistence.xml에 아래 코드를 추가해준다.

<property name="hibernate.default_batch_fetch_size" value="100"/>
  • 연관된 엔티티들을 SQL 한 번으로 조회 - 성능 최적화
  • 엔티티에 직접 적용하는 글로벌 로딩 전략보다 우선
    • @OneToMany(fetch = FetchType.LAZY) // 글로벌 로딩 전략
  • 실무에서 글로벌 로딩 전략은 모두 지연 로딩이다.
  • 최적화가 필요한 곳은 패치 조인을 적용한다.

 

 

패치 조인 - 정리

  • 모든 것을 패치 조인으로 해결할 순 없다.
  • 패치 조인은 객체 그래프를 유지할 때 사용하면 효과적이다.
  • 여러 테이블을 조인해서 엔티티가 가진 모양이 아닌 전혀 다른 결과를 내야 하면, 패치 조인 보다는 일반 조인을 사용하고 필요한 데이터들만 조회해서 DTO로 반환하는 것이 효과적이다.
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