[트러블 슈팅]N+1 해결하기 (1)

“자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍” 책으로 N+1에 대해 공부했습니다.

이후 기존 조회 로직들을 다시 테스트해보니 N+1 문제가 발생하는게 생각보다 많았습니다. 그래서 이것들을 모두 해결했고, 시리즈로 엮었습니다.

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다음 코드는 Grammar 1개를 조회할때 연관된 GrammarBook과 GrammarExample까지 조회하는 service 메서드입니다.

public GrammarDto getGrammar(Long id) {
        Grammar grammar = getGrammarById(id);

        return GrammarDto.builder()
                .id(id)
                .sentence(grammar.getSentence())
                .grammarBookName(grammar.getGrammarBook().getName())
                .grammarExamples(GrammarExampleToGrammarExampleDtoConverter.convert(grammar.getExamples()))
                .build();
    }

테스트시 생성되는 쿼리는 다음과 같습니다.

Hibernate: 
    select
        g1_0.id,
        g1_0.grammar_book_id,
        g1_0.sentence 
    from
        grammar g1_0 
    where
        g1_0.id=?
Hibernate: 
    select
        gb1_0.id,
        gb1_0.name 
    from
        grammar_book gb1_0 
    where
        gb1_0.id=?
Hibernate: 
    select
        e1_0.grammar_id,
        e1_0.id,
        e1_0.example,
        e1_0.is_answer 
    from
        grammar_example e1_0 
    where
        e1_0.grammar_id=?

Grammar에서 GrammarBook을 지연로딩으로 설정했고, 마찬가지로 GrammarExample에서 Grammar를 지연로딩으로 설정했습니다.

그래서 getGrammarById(id)를 호출하면 grammar만 불러오는 쿼리를 생성합니다. 이후 grammar.getGrammarBook()를 호출하면 연관된 grammarBook을 불러오고, grammar.getExamples()를 호출하면 연관된 grammarExample을 불러오는 쿼리를 생성해서 총 3개의 쿼리가 발생합니다.

JPQL을 작성하면 2번의 fetch join을 해야해서 MultipleBagFetchException이 발생할 것이라 생각해 다른 방법을 찾던 중, @EntityGraph를 발견했습니다.

@Repository
public interface GrammarRepository extends JpaRepository<Grammar, Long> {

    @EntityGraph(attributePaths = {"examples", "grammarBook"})
    Optional<Grammar> findGrammarWithGrammarBookAndExampleById(Long id);
...
}

위와 같이 attributePaths에 직접 참조할 (연관관계 지정한)필드명을 넣어주면 됩니다. @EntityGraph는 attributePaths에 지정한 것들은 즉시 로딩하고, 지정하지 않은 것들은 지연 로딩합니다. 이는 기본값이지만(아래 코드 참고) type을 설정하면 바꿀수 있습니다.

//EntityGraph.java
...
EntityGraphType type() default EntityGraphType.FETCH;
...

이제 레포지토리에 작성한 메서드를 테스트해보면,

Hibernate: 
    select
        g1_0.id,
        e1_0.grammar_id,
        e1_0.id,
        e1_0.example,
        e1_0.is_answer,
        g1_0.grammar_book_id,
        gb1_0.id,
        gb1_0.name,
        g1_0.sentence 
    from
        grammar g1_0 
    left join
        grammar_example e1_0 
            on g1_0.id=e1_0.grammar_id 
    join
        grammar_book gb1_0 
            on gb1_0.id=g1_0.grammar_book_id 
    where
        g1_0.id=?

N + 1이 발생하지 않습니다. 사실 이는 @EntityGraph덕분이 아니라 JPA의 fetch join 특징 때문이었습니다.

JPA에서 fetch join시 OneToOne, ManyToOne으로 연관된 필드는 몇 번이든 사용 가능한데, ManyToMany, OneToMany는 한 번만 사용 가능합니다.

Grammar와 GrammarBook은 ManyToOne, Grammar와 GrammarExample은 OneToMany관계이기 때문에 MultipleBagFetchException이 발생하지 않습니다.

이전에 GrammarBook의 Grammar와 GrammarExample을 한번에 조회할때는 반대로 GrammarBook에서 OneToMany인 Grammar를, Grammar에서 OneToMany인 GrammarExample을 fetch join해서 총 2개의 OneToMany 필드를 fetch join했기 때문에 MultipleBagFetchException이 발생했습니다.

결과적으로 Grammar조회 문제는 JPQL이 좀 길어서 @EntityGraph를 사용하는 것으로 마무리했습니다.