[Spring]JPA N + 1 문제

JPA N+1문제란?

ORM JPA의 대표적인 성능 문제로 관련 데이터 조회를 할때 발생하는 비효율적인 쿼리 패턴입니다.

최초 조회 쿼리 1번 실행 후 조회된 데이터 개수(N)만큼 추가 쿼리가 발생하여 총 N+1번의 쿼리가 실행되는 현상입니다.

 

출처: 5분 개발지식

예시: Post와 Comment가 일대다(1:N) 관계이고게시물 목록을 조회하는 쿼리(1번) 후, 각 게시물의 댓글 수를 구하기 위해 게시물 수만큼(N번) 추가 쿼리가 실행되는 경우입니다. 

 

[상황 별 해결 방법]

- @EntityGraph: JPQL 작성 불필요, 간단한 조회 (단, LEFT OUTER JOIN 고정)
- Fetch Join: 복잡한 조건, INNER JOIN 필요 시
- @BatchSize: 페이징 필요 시 필수

페이징 주의사항
Fetch Join/@EntityGraph는 1:N JOIN 시 데이터 중복으로 
메모리에서 페이징 처리되어 OutOfMemoryError 위험이 있습니다.
따라서 페이징이 필요한 경우 반드시 @BatchSize를 사용합니다.

 

1. Fetch Join

페치 조인은  JPQL에서 성능 최적화를 위해 제공하는 조인의 종류입니다.

@Query("SELECT p FROM Post p JOIN FETCH p.comments")
List<Post> findAllWithComments();

JPQL(Java Persistence Query Language)

SQL이 DB에 있는 테이블을 조회하는 쿼리라고 한다면 JPQL은 엔티티 객체를 조회하는 객체지향 쿼리를 의미합니다. 문법은 SQL과 비슷하고 SQL이 제공하는 기능을 유사하게 지원합니다. JPQL은 SQL을 추상화하였기에 특정 데이터베이스에 의존하지 않고 데이터베이스 방언만 변경하면 JPQL을 수정하지 않고 자연스럽게 데이터베이스를 변경할 수 있습니다. 또한 JPQL은 엔티티 직접 조회, 묵시적 조인, 다형성 지원 등의 기능을 제공하기에 SQL보다 간결하다는 장점을 가지고 있습니다.

 

JPA는 2가지 페치 전략(Eager Lading / Lazy  로딩)이 존재하는데 기본적으로 지연 로딩 전략을 사용하게 됩니다.

fetch = FetchType.EAGER : 즉시 로딩, 엔티티를 조회할 때 연관된 엔티티도 함께 조회한다.
fetch = FetchType.LAZY : 지연 로딩, 연관된 엔티티를 실제 사용할 때 조회한다.

 

@Entity
public class Post {
         @OneToMany(fetch = FetchType.LAZY)
         private List comments;
}

2.Batch Size

JPA N+1, , lazy(데이터를 사용하는 시점에 데이터를 시점에 데이터를 가져오는 전략)

@BatchSize 는 지정된 사이즈만큼 데이터를 한번에 조회합니다. 예를 들어, @BatchSize(100) 이 지정된 경우, 100개의 데이터를 한번에 조회하여 성능 향상을 기대할 수 있습니다. 또한 기본적으로 Batch Size의 값을 1000 이하로 설정한다. (대부분의 DB에서 IN절의 최대 개수 값 : 1000)

 

글로벌 설정(application.yml)

spring:
  jpa:
    properties:
      hibernate:
        default_batch_fetch_size: 100

개별 설정

@Entity
public class Post {
        @OneToMany
        @BatchSize(size = 100)
        private List comments;
}

3.@EntityGraph

@EntityGraph는 left join만 지원합니다. 이는 카테시안 곱(Cartesian Product)이 발생한다는 단점이 있기 때문에 되도록이면 Fetch Join을 사용하는 것을 추천드립니다.

@EntityGraph(attributePaths = {"comments"}) 
Optional<Post> findById(Long id);

 

 

Tip 정리

JPA 1:N관계일 경우 발생하는 N+1문제를 어떻게 해결했나요? Fetch Join or @BatchSize or @EntityGraph

그렇다면 1:N 관계의 테이블을 실제로 JOIN 쿼리를 이용하면 어떻게 되나요? 예를 들어 부모테이블이 1건, 자식테이블이 10건이 있을때 JOIN쿼리를 날리면 몇 건이 조회되나요? 10개