[JPA] 즉시 로딩과 지연 로딩

객체는 객체 그래프로 연관된 객체들을 탐색한다.

그런데 객체가 데이터베이스에 저장되어 있으므로 연관된 객체를 마음껏 탐색하기는 어렵다. JPA 구현체들은 이 문제를 해결하려고 프록시라는 기술을 사용한다.

프록시를 사용하면 연관된 객체를 처음부터 데이터베이스에서 조회하는 것이 아니라, 실제 사용하는 시점에 데이터베이스에서 조회할 수 있다.

하지만 자주 함께 사용하는 객체들은 조인을 사용해서 함께 조회하는 것이 효과적이다.

JPA는 즉시 로딩과 지연 로딩이라는 방법으로 둘을 모두 지원한다.

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즉시 로딩과 지연 로딩

프록시 객체는 주로 연관된 엔티티를 지연 로딩할 때 사용한다.

JPA는 개발자가 연관된 엔티티의 조회 시점을 선택할 수 있도록 다음 두 가지 방법을 제공한다.

• 즉시 로딩(EAGER LOADING) : 엔티티를 조회할 때 연관된 엔티티도 함께 조회한다.
• 지연 로딩(LAZY LOADING) : 연관된 엔티티를 실제 사용할 때 조회한다.

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즉시 로딩

즉시 로딩을 사용하려면 @ManyToOne의 fetch 속성을 FetchType.EAGER로 지정한다.

@Entity
public class Member {
	//...
    @ManyToOne(fetch = FetchType.EAGER)
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private Team team;
    //...
}

Member member = em.find(Member.class, "member1");
Team team = member.getTeam(); //객체 그래프 탐색

이때 회원과 팀 두 테이블을 조회해야 하므로 쿼리를 2번 실행할 것 같지만, 대부분의 JPA 구현체는 즉시 로딩을 최적화하기 위해 가능하면 조인 쿼리를 사용한다.

SELECT
	M.MEMBER_ID AS MEMBER_ID,
    M.TEAM_ID AS TEAM_ID,
    M.USERNAME AS USERNAME,
    T.TEAM_ID AS TEAM_ID,
    T.NAME AS NAME
FROM
	MEMBER M LEFT OUTER JOIN TEAM T
    	ON M.TEAM_ID=T.TEAM_ID
WHERE
	M.MEMBER_ID='member1'

즉시 로딩 실행 SQL에서 JPA가 내부 조인이 아닌 외부 조인을 사용한 것을 유심히 봐야 한다.

회원 테이블에 TEAM_ID 외래 키는 NULL 값을 허용하고 있다. 따라서 팀에 소속되지 않은 회원이 있을 가능성이 있다.

팀에 소속하지 않은 회원과 팀을 내부 조인하면 팀은 물론이고 회원 데이터도 조회할 수 없다.

JPA는 이런 상황을 고려해서 외부 조인을 사용한다. 하지만 외부 조인보다 내부 조인이 성능과 최적화에서 더 유리하다.

따라서 내부 조인을 사용하기 위해서 외래 키에 NOT NULL 제약 조건을 설정하면 값이 있는 것을 보장한다.

 

JPA에게도 이런 사실을 알려줘야 한다. @JoinColumn에 nullable = false을 설정해서 이 외래 키는 NULL 값을 허용하지 않는다고 알려주면 JPA는 외부 조인 대신에 내부 조인을 사용한다.

@Entity
public class Member {
	//...
    @ManyToOne(fetch = FetchType.EAGER)
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID", nullable = false)
    private Team team;
	//...
}

또는 다음처럼 @ManyToOne.optional = false로 설정해도 내부 조인을 사용한다.

@Entity
public class Member {
	//...
	@ManyToOne(fetch = FetchType.EAGER, optional = false)
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private Team team;
    //...
}

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지연 로딩

지연 로딩을 사용하려면 @ManyToOne의 fetch 속성을 FetchType.LAZY로 지정한다.

@Entity
public class Member {
	//...
    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private Team team;
    //...
}

Member member = em.find(Member.class, "member1");
Team team = member.getTeam(); //객체 그래프 탐색
team.getName(); //팀 객체 실제 사용

회원과 팀을 지연 로딩으로 설정했다.

따라서 em.find(Member.class, "member1")를 호출하면 회원만 조회하고 팀은 조회하지 않는다. 대신에 team 멤버변수에 프록시 객체를 넣어 둔다.

반환된 팀 객체는 프록시 객체다. 이 프록시 객체는 실제 사용될 때까지 데이터 로딩을 미룬다. 그래서 지연 로딩이라 한다.

이처럼 실제 데이터가 필요한 순간이 되어야 데이터베이스를 조회해서 프록시 객체를 초기화한다.

 

em.find(Member.class, "member1") 호출 시 실행되는 SQL

SELECT * FROM MEMBER
WHERE MEMBER_ID = 'member1'

 

team.getName() 호출로 프록시 객체가 초기화되면서 실행되는 SQL은 다음과 같다.

SELECT * FROM TEAM
WHERE TEAM_ID = 'team1'

조회 대상이 영속성 컨텍스트에 이미 있으면 프록시 객체를 사용할 이유가 없다. 따라서 프록시가 아닌 실제 객체를 사용한다.

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프록시와 컬렉션 래퍼

하이버네이트는 엔티티를 영속 상태로 만들 때 엔티티에 컬렉션이 있으면 컬렉션을 추적하고 관리할 목적으로 원본 컬렉션을 하이버네이트가 제공하는 내정 컬렉션으로 변경하는데 이것을 컬렉션 래퍼라 한다.

Member member = em.find(Member.class,"member1");
List<Order> orders = member.getOrders();
System.out.println("orders = " + orders.getClass().getName());

출력 결과를 보면 컬랙션 래퍼인 org.hibernate.collection.internal.PersistentBag이 반환된 것을 확인할 수 있다.

 

엔티티를 지연 로딩하면 프록시 객체를 사용해서 지연 로딩을 수행하지만 주문 내역 같은 컬렉션은 컬렉션 래퍼가 지연 로딩을 처리해 준다.

참고로 member.getOrders()를 호출해도 컬렉션은 초기화되지 않는다.

member.getOrders().get(0)처럼 컬렉션에서 실제 데이터를 조회할 때 데이터베이스를 조회해서 초기화한다.

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JPA 기본 페치 전략

fetch 속성의 기본 설정값은 다음과 같다.

• @ManyToOne, @OneToTone : 즉시 로딩
• @OneToMany, @ManyToMany : 지연 로딩

JPA의 기본 페치 전략은 연관된 엔티티가 하나면 즉시 로딩을, 컬렉션이면 지연 로딩을 사용한다.

컬렉션을 로딩하는 것은 비용이 많이 들고 잘못하면 너무 많은 데이터를 로딩할 수 있기 때문이다.

 

추천하는 방법은 모든 연관관계에 지연 로딩을 사용하는 것이다. 그리고 애플리케이션 개발이 어느 정도 완료단계에 왔을 때 실제 사용하는 상황을 보고 꼭 필요한 곳에만 즉시 로딩을 사용하도록 최적화하면 된다.

 

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참고 자료 :

https://ebook-product.kyobobook.co.kr/dig/epd/ebook/E000003140954

자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 | 김영한 | 에이콘출판- 교보ebook