JPA 기본 | JPQL 중급 문법(2) - 페치 조인(fetch)

페치조인을 공부하기 전에 즉시로딩, 지연로딩의 개념을 먼저 복습하자!

JPA 기본 | 즉시 로딩과 지연 로딩

---

1. 페치 조인이란?

- JPQL에서 'join fetch' 을 사용하여 연관된 엔티티나 컬렉션을 한번에! 함께! 로딩하는 것.

- 필요한 경우에만 연관된 데이터를 로딩하여 성능을 최적화할 수 있다.

- 문법 : [LEFT [OUTER] | INNER ] JOIN FETCH 

대괄호 안은 생략 가능하나, 생략하면 기본적으로 INNER로 동작한다.

 

2. 페치조인 사용법

예제의 Member 와 Team은 N : 1 관계다.

 

2-1) 엔티티 페치 조인

--JPQL 작성
select m from Member m join fetch m.team

--실제 실행 SQL
SELECT M.*, T.* FROM MEMBER M
INNER JOIN TEAM T ON M.TEAM_ID = T.ID

 

- JPQL 에서는 SELECT 절에 조회 대상에 M(Member엔티티)만 썼지만, 페치 조인을 해서 실제로 쿼리가 실행될 때는 M과 T(Team엔티티)가 한번에 조회된다. 

- Member가 team 필드를 지연로딩으로 설정해놨어도 페치 조인을 하면 즉시 로딩처럼 동작한다.

 

2-2) 컬렉션 페치 조인

--JPQL 작성
select t
from Team t join fetch t.members
where t.name = '팀A'
 
--실제 실행 SQL 
SELECT T.*, M.*
FROM TEAM T
INNER JOIN MEMBER M ON T.ID = M.TEAM_ID
WHERE T.NAME = '팀A'

- Team는 Member와 일대다 관계이기 때문에 member를 List로 가져와야한다.

- 페치 조인으로 '팀A'에 속한 Member들을 한번에 조회할 수 있다.

 

⭐일대다 관계 조인의 중복 문제! (Hibernate 5 버전 이하)

- 팀A에 속한 회원 정보가 다르기때문에 팀A가 중복된다.

이런 경우, SQL에서 DISTINCT를 써도 데이터가 완전 같지 않기 때문에 중복이 제거되지 않는다.

 

- 컬렉션 페치 조인을 하면 컬렉션 요소의 갯수만큼 엔티티가 중복된다. 

- distinct 명령어를 쓰면 SQL에 DISTINCT를 추가하고 엔티티 중복이 제거된다.

select distinct t from Team t join fetch t.members

 

 

💡참고) Hibernate 6버전 부터는 DISTINCT 명령어를 사용하지 않아도 애플리케이션에서 중복제거가 자동 적용된다.

6.0 Migration Guide

 

요약해보면,

• Hibernate 6 버전부터는 JPQL에 distinct를 사용하지 않아도 반환되는 엔티티 중복을 항상 필터링한다.
• SQL의 select 구문에 distinct 명령어가 추가되지 않는다.

 

3. 페치 조인으로 N+1 문제를 해결하기

페치 조인은 언제 사용하면 좋을 까?

연관관계는 기본적으로 지연로딩으로 설정해두는게 좋다.

왜냐하면 주엔티티에 접근할 때마다 엔티티에 연관된 것들이 계속 조회되며 성능저하를 일으키기 때문이다.

그런데, 때로는 지연로딩을 할 때, N+1 문제로 성능이 저하될 수 있다.

이럴때 페치조인으로 해결할 수 있다.

 

✅ N+1 발생 예시

 

회원1, 회원2가 팀A에 속해있고, 회원3은 팀B에 속해있는 상황이다.

Member에 team필드는 지연로딩으로 설정되어있다.

 

✔️실행 코드

String query = "select m From Member m";


List<Member> result = em.createQuery(query, Member.class)
        .getResultList();

for (Member member : result) {
    System.out.println("member = " + member.getUsername() + ", " + member.getTeam().getName());
}

- 여기서 포인트는 Member엔티티를 먼저 조회하고 for문을 실행하면서 member.getTeam().getName()이 호출되면 그때 Team 엔티티가 조회된다는 점이다.

 

✔️SQL 실행

Hibernate: 
    /* select
        m 
    From
        Member m */ select
            m1_0.id,
            m1_0.age,
            m1_0.TEAM_ID,
            m1_0.type,
            m1_0.username 
        from
            Member m1_0
Hibernate: 
    select
        t1_0.id,
        t1_0.name 
    from
        Team t1_0 
    where
        t1_0.id=?
member = 회원1, 팀A
member = 회원2, 팀A
Hibernate: 
    select
        t1_0.id,
        t1_0.name 
    from
        Team t1_0 
    where
        t1_0.id=?
member = 회원3, 팀B

- 예상대로 Member만 조회하는 쿼리가 실행되고 그 다음에 Team 엔티티를 조회하는 쿼리가 실행됐다.

- 처음 팀A : 영속성 컨텍스트에 없기때문에 SQL이 실행된다.

- 다음 팀A : 1차 캐시에 있는 것을 읽기때문에 SQL이 실행되지 않았다.

- 팀B :  영속성 컨텍스트에 없기 때문에 SQL이 실행된다.

총 3번 쿼리가 실행됐다.

 

🤔이게 왜 문제가 될까?

💡Member가 1000명이라고 생각해보자. 그리고 각각 중복없이 다른 Team에 속해있다면?

Member 조회 쿼리 1번 + Team 조회 쿼리 1000번이 돌아간다.

이게 N+1 문제다. 성능 최적화가 필요한 경우다.

 

✅N+1 해결

✔️실행 코드 수정

select m From Member m join fetch m.team

 

위 N+1 발생 코드에 JPQL 만 수정해주면 된다.

 

✔️SQL 실행 

Hibernate: 
    /* select
        m 
    From
        Member m 
    join
        
    fetch
        m.team */ select
            m1_0.id,
            m1_0.age,
            t1_0.id,
            t1_0.name,
            m1_0.type,
            m1_0.username 
        from
            Member m1_0 
        join
            Team t1_0 
                on t1_0.id=m1_0.TEAM_ID
member = 회원1, 팀A
member = 회원2, 팀A
member = 회원3, 팀B

- 처음부터 Member와 Team을 한번에 조회한다.

- 모든 팀이 1차 캐시에 담기기 때문에 조회 쿼리가 한 번만 실행된다.

 

4. 페치 조인의 한계

✔️ 페치 조인 대상에는 별칭을 주지 않는다. 

- 하이버네이트는 가능하지만, 사용하지 않는게 좋다.

- join fetch를 여러 단계에 걸쳐서 쓸 때는 쓸 수 있다.

 

✔️ 둘 이상의 컬렉션은 페치 조인 할 수 없다.

- 1:N:N 관계가 되기때문에 데이터 중복 문제가 있다.

 

✔️ 컬렉션 페치 조인은 페이징 API를 사용할 수 없다.

- 일대일, 다대일은 페치 조인해도 페이징 가능하다.

- 하이버네이트는 경고 로그를 남기고 메모리에서 페이징한다. (시스템 장애 유발)

- 페치 조인을 과감히 포기하고, @Batchsize 어노테이션을 이용해서 성능 최적화를 할 수도 있다.

 

✔️페치 조인으로 모든 것을 해결할 수는 없다.

- 여러 테이블을 조인해서 엔티티가 가진 모양이 아닌 (객체 그래프 유지X) 다른 결과를 내야한다면, 일반조인을 사용하고 필요한 데이터들만 조회해서 DTO로 반환하는 것이 좋다.