fetch join

• SQL 조인 종류는 아니다.

• JPQL에서 성능 최적화를 위해 제공하는 전용 기능이다.

• 연관된 Entity나 컬렉션을 SQL 한 번에 조회할 수 있다.

• select m만 썼는데도 회원을 조회하면서 연관된 팀도 SQL에서 한 번에 조회한다.

  • SQL을 보면 회원 M.*과 팀 T.*을 함께 select 한다.

• 즉시 로딩으로 가져오는 방법과 똑같다.

  • 단지 join fetch라고 명시적으로 선언해서 원하는 객체 그래프를 한 번에 조회하는 것이다.

단일 값 fetch join

• 회원 1, 2는 팀 A 소속이다.

• 회원 3은 팀 B 소속이다.

• 회원 4는 소속 팀이 없다.

• fetch join으로 회원과 팀을 한 번에 조회할 수 있다.

• 총 5개의 엔티티를 1차 캐시에 저장해놓는다.

  • 회원 1, 2, 3, 팀 A, 팀 B

• 소속 팀이 없는 회원은 제외되는 inner join이다.

일반 join 예시

public class JpaMain {

    public static void main(String[] args) {
        String jpql = "select m from Member m";
        List<Member> members = em.createQuery(jpql, Member.class)
                .getResultList();

        for (Member member : members) {
            System.out.println("member = " + member.getUsername() + ", "
                    + "teamName = " + member.getTeam().name());
        }
    }
}

• 연관 관계에 있는 team이 프록시로 들어왔다가, getTeam().getName() 을 호출할 때 지연 로딩으로 select 쿼리가 나간다.

  • 회원 1이 팀 A를 불러 올 때 최초 SQL을 날린다.

  • 회원 2는 같은 팀 A이므로 1차 캐시에서 가져온다.

  • 회원 3의 팀 B는 영속성 컨텍스트에 존재하지 않으므로 새로운 쿼리를 날린다.

• N + 1 문제

  • 소속이 다 다르면 N개만큼 계속 쿼리가 나가야 한다.

  • 회원을 가져오기 위해 최초에 날린 1번의 쿼리 + 회원이 소속된 팀 개수 N만큼 날린다.

fetch join 예시

public class JpaMain {

    public static void main(String[] args) {
        // fetch join 사용
        String jpql = "select m from Member m join fetch m.team";
        List<Member> members = em.createQuery(jpql, Member.class)
                .getResultList();

        for (Member member : members) {
            System.out.println("username = " + member.getUsername() + ", "
                    + "teamName = " + member.getTeam().name());
        }
    }
}

• fetch join으로 회원과 팀을 한 번에 조회한다.

  • 지연 로딩하지 않는다.

  • 즉, member.getTeam().name() 호출 시에 프록시가 아니라 실제 Entity가 담겨있다.

• 지연 로딩으로 되어있어도 fetch join이 우선 순위를 가진다.

컬렉션 fetch join

• 일대다 관계에서의 컬렉션 조회

• 반대로 팀에서 N인 회원을 조회한다.

• 회원만큼 팀이 중복으로 출력된다.

• DB 입장에서는 일대다 join 시 데이터가 뻥튀기 된다.

• 팀 A로 조인을 하면 회원이 2명이므로 데이터를 2개 만들어 낸다.

• JPA 입장에서는 회원이 몇 명 있는지 미리 알 수가 없으니 DB가 반환하는 대로 가져와야 한다.

• row는 2개지만 영속성 컨텍스트에 있는 ID는 같이 공유하므로 주소 값이 같다.

fetch join과 DISTINCT

• SQL의 DISTINCT

  • 중복을 완벽하게 제거할 수 없다.

• JPQL은 DISTINCT에 대해 2가지 기능을 제공한다.

  • SQL에 DISTINCT를 추가

  • SQL 결과를 애플리케이션에서 받은 뒤 엔티티의 중복을 제거

select distinct t
from Team t
         join fetch t.members
where t.name = '팀A'

• SQL의 DISTINCT는 데이터가 100% 똑같아야 적용된다.

  • join 결과를 보면 각 row의 PK가 다르기 때문에 중복 제거에 실패한다.

• 그래서 JPA가 애플리케이션에서 추가적인 중복 제거를 시도한다.

• JPQL의 DISTINCT가 같은 식별자를 가진 Team Entity를 자동으로 제거한다.

일반 join과의 차이

일반 join

• 연관된 entity를 함께 조회하지 않는다.

  • jpql에 일반 join을 쓰면 sql에서 team만 select 한다.

    • Team Entity만 조회하고 Member Entity는 조회하지 않는다.

  • team.getMembers() 하는 시점에 쿼리가 다시 나간다.

fetch join

• 팀 정보를 가져올 때 회원 정보도 함께 가져온다.

• fetch join을 사용할 때만 연관된 Entity를 함께 조회한다.

  • 즉시 로딩의 개념

  • 객체 그래프를 SQL 한 번에 조회할 수 있다.

한계

별칭 사용 불가

select t
From Team t
         -- as 사용 불가
         join fetch t.members as m

• fetch join 대상에는 별칭을 줄 수 없다.

  • 하이버네이트는 가능하지만 가급적 사용하지 않는다.

select t
From Team t
         -- 별칭으로 다시 걸러서 사용하는 방식 불가
         join fetch t.members as m
where m.username...

• fetch join은 연관된 모든 것을 가져오는 용도다.

  • 중간에 걸러서 가져오고 싶다면 fetch join을 쓰면 안된다.

  • 별칭을 줘서 선별적으로 가져왔다가 잘못하면 데이터가 누락되고 이상하게 돌아갈 수 있다.

• 원하는 회원만 가져오고 싶다면 처음부터 팀이 아니라 회원에 대한 쿼리를 날려야 한다.

• JPA는 객체 그래프 탐색으로 연관된 데이터를 모두 가져올 수 있다는 걸 가정한다.

  • 잘못된 설정으로 몇 개가 걸러져서 나온다면 이 상황을 보장할 수 없다.

• 유일하게 쓰는 케이스는 별칭 안에서 또 join fetch를 해서 들어가야할 때 뿐이다.

둘 이상의 컬렉션 불가

• 둘 이상의 컬렉션은 fetch join 할 수 없다.

  • 곱하기에 곱하기가 되면서 데이터가 기하급수적으로 늘어나기 때문이다.

  • ex. team이 members와 orders를 가진다면 이 둘을 한번에 fetch join할 수 없다.

페이징 API 사용 불가

• 컬렉션을 fetch join 하면 페이징 API를 사용할 수 없다.

• page size = 1이면 팀 A의 회원 2명이 다 나오는 게 아니라 짤려서 하나만 가져온다.

  • JPA는 팀 A의 결과가 2명임에도 1명밖에 없다고 말하게 된다.

  • 회원 2는 2 페이지에 있기 때문에 모른다.

• 일대일, 다대일 같은 단일 값 연관 필드는 fetch join으로도 페이징이 가능하다.

  • 데이터 뻥튀기가 되지 않기 때문이다.

• 하이버네이트는 경고 로그를 남기고 메모리에서 페이징하지만 매우 위험하다.

  • 데이터가 백만 건이면 다 일단 가져와서 그 안에서 페이징 하기 때문에 장애가 발생한다.

-- before
select t
From Team t
         join fetch t.members m
-- after
select m
From Member m
         join fetch m.team t

• 페이징을 하고 싶다면 쿼리를 바꿔야 한다.

• 쿼리를 반대로 뒤집으면 회원과 팀이 다대일이 되어 페이징이 가능해진다.

public class JpaMain {

    public static void main(String[] args) {
        String query = "select t From t";

        List<Team> result = em.createQuery(query, Team.class)
                .setFirstResult(0)
                .setMaxResult(2)
                .getResultList();

        for (Team team : result) {
      ...
        }
    }
}

• 쿼리를 수정할 수 없다면 maxResult를 건다.

• 하지만 지연 로딩으로 팀 A, B의 회원을 2번 더 쿼리한다.

  • 즉, 쿼리가 총 3번이 나간다.

  • 그래서 fetch join으로 한 번에 불러오는 게 좋은데 페이징이 힘들다.

@BatchSize

@Entity
public class Team {
  
  ...

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

• 페이징 때문에 fetch join을 사용하지 않는다면 @BatchSize를 사용한다.

• 팀을 가져올 때 지연 로딩으로 되어있는 회원에 대해 where team_id in (A, B)로 가져온다.

• 지연 로딩은 N + 1이 발생하기 때문에 fetch join을 사용하지만 연관 관계가 컬렉션인 경우는 @BatchSize를 사용할 수 있다.

  • 회원 수만큼이 아니라 딱 팀에 맞춰서 최적화된 쿼리로 불러올 수 있다.

• 보통 1000 이하의 값으로 주면 된다.

• batchSize 설정은 글로벌로 두고 쓸 수도 있다.

fetch join의 특징

• 연관된 Entity들을 SQL 한 번으로 조회하므로 성능 최적화가 된다.

• Entity에 직접 적용하는 글로벌 로딩 전략보다 우선한다.

  • 글로벌 로딩 전략이 @OneTonMany(fetch = FetchType.LAZY) 지연 로딩이더라도 적용된다.

• 실무에서 글로벌 로딩 전략은 모두 지연로딩이다.

• 최적화가 필요한 곳은 fetch join을 적용한다.

한계

• 모든 것을 fetch join으로 해결할 수는 없다.

• 객체 그래프를 유지할 때 사용하면 효과적이다.

  • team.getMembers()

• 여러 테이블을 join해서 Entity가 가진 모양과 다른 결과를 내야 한다면?

  • 일반 join으로 필요한 데이터만 조회해서 DTO로 반환한다.