JPA - 즉시로딩과 지연로딩(FetchType.EAGER,FetchType.LAZY) 그리고 프록시

JPA - 즉시로딩과 지연로딩(FetchType.EAGER,FetchType.LAZY) 그리고 프록시

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만약 회원이라는 엔티티 객체와 팀이라는 엔티티 객체가 있고 회원:팀 = N:1 연관관계를 맺고 있다고 가정하자. 만약 회원이라는 엔티티를 데이터베이스에서 조회했을 경우 팀이라는 엔티티 객체를 같이 로딩해서 사용할 수 도 있겠지만 진짜 회원만 사용할 목적으로 엔티티객체를 조회 할 수도 있다. 그렇다면 만약 필요하지 않은 연관관계 객체의 로딩을 뒤로 미룬다면 어떻게 할까? 이것은 불필요한 데이터베이스 조회 성능을 최적화 할 수 있는 기회가 될 수 있을 것이다. 예를 들어 연관관계가 List 필드로 되어있고 연관된 객체가 수만개라면? 그리고 해당 List연관관계의 엔티티는 필요하지 않은 상황이라면? 이럴경우에는 지연로딩이라는 패치전략을 사용할 수 있다. 그리고 필요한 시점에 그 객체를 데이터베이스에서 불러올 수 있다. 

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지연로딩, FetchType.LAZY 그리고 프록시 객체

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@Entity
@Table(name = "MEMBER_TB")
@Getter
@Setter
public class MemberFetchTypeLazy {
    @Id
    private String id;
 
    private String name;
 
    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    private TeamFetchType team;
}
 
@Entity
@Table(name = "TEAM_TB")
@Getter
@Setter
public class TeamFetchType {
    @Id
    private String id;
 
    private String name;
 
    @OneToMany(mappedBy="team")
    private List<MemberFetchTypeLazy> members = new ArrayList<MemberFetchTypeLazy>();
}

지연로딩 전략은 위와 같이 연관관계를 명시해주는 어노테이션에 fetch = FetchType.Lazy 처럼 명시 해줄 수 있다. 위의 소스 설명은 회원엔티티를 조회할때 팀엔티티를 즉시로딩하지 않고 지연로딩할 것이라는 소스이다. 이 말은 회원엔티티를 조회할때 팀회원을 같이 데이터베이스에서 가져오지 않고, MemberFetchTypeLazy.getTeam() 으로 실제로 팀엔티티가 사용될 때 데이터베이스에서 해당 엔티티를 조회해오는 것이다.

public class FetchTypeTest {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //엔티티매니저 팩토리 생성
        EntityManagerFactory emf = Persistence.createEntityManagerFactory("jpabook");
 
        //엔티티매니저 생성
        EntityManager em = emf.createEntityManager();
 
        //트랜잭션 획득
        EntityTransaction tx = em.getTransaction();
 
        try {
            tx.begin();
 
            TeamFetchType team = new TeamFetchType();
            team.setId("team_1");
            team.setName("team_1");
 
            em.persist(team);
 
            MemberFetchTypeLazy member = new MemberFetchTypeLazy();
            member.setId("member_1");
            member.setName("윤여성");
            member.setTeam(team);
 
            em.persist(member);
 
            tx.commit();
        }catch (Exception e1) {
            // TODO: handle exception
            tx.rollback();
        }finally {
            em.close();
        }
        /*emf.close();*/
 
        //엔티티매니저를 새로 생성한 이유는 영속성컨텍스트가 비어있는 상태에서 조회하기 위함(em.clear()도 가능)
        EntityManager em2 = emf.createEntityManager();
 
        MemberFetchTypeLazy findMember = em2.find(MemberFetchTypeLazy.class, "member_1");
 
        System.out.println(findMember.getTeam().getName());
        System.out.println();
    }
}

(디버깅화면 잘보세요 !) 

첫번째 결과 사진을 보면 회원엔티티를 조회하면 team필드에는 id=null,name=null이 들어가있는 것이 보일 것이다. 즉, 데이터베이스에서 조회해오지 않는다. 그리고 Console에도 보면 회원엔티티만을 조회하고 있다.

두번째 결과 getTeam().getName() 이후 Console에는 팀을 조회하는 SQL이 생겨나있는 것을 볼 수 있다. 이말은 회원엔티티를 조회할때는 팀엔티티를 가져오지 않고 진짜 팀엔티티가 사용될 시점에 데이터베이스에서 팀 엔티티를 조회해오는 것이다. 

여기서 디버깅화면을 보면 team필드에 이상한 인스턴스이름이 들어가 있는 것을 볼 수 있다.

바로 지연로딩의 핵심이되는 프록시라는 객체가 team필드가 레퍼런스하고 있는 것이다. 맞다. JPA는 지연로딩에 프록시전략을 이용한다. 프록시는 간략히 얘기하면 대행자이다. 팀회원을 조회할때 team에는 실제 팀엔티티가 들어가는 것이 아니고 프록시 객체가 들어가는 것이고, 실제 팀엔티티를 사용할때 이 프록시객체가 대행자역할을 하여 팀엔티티를 바라보고 대신 팀엔티티관련 데이터를 리턴해주는 것이다.(하지만 만약 Team 엔티티가 이미 영속성컨텍스트에 들어가있다면 지연로딩설정을 해도 즉시로딩과 동일하게 영속성 컨텍스트에서 Team엔티티를 가져온다. 그래서 위의 예제는 영속성컨텍스트를 초기화? 할 목적으로 엔티티매니저 인스턴스를 새로 생성하였다.)

프록시 객체를 실제 엔티티를 상속하고 있기 때문에 겉모양을 그대로이다. 그리고 프록시를 내부적으로 실제 엔티티에 대한 레퍼런스를 갖고 직접 실제객체의 데이터를 리턴해준다. 

그리고 한가지더 얘기할 것은 위와 같이 Member.getTeam을 조회할때는 프록시 객체가 엔티티를 초기화요청을 한다. 하지만 엔티티의 필드중 컬렉션으로 되어있는 필드를 초기화하려면 Team.getMembers.get(i)처럼 직접 실제 인덱스로 데이터를 조회할 경우 엔티티초기화요청을 프록시 객체가 보내게 된다. 

<엔티티 필드 중에 컬렉션은 진짜 컬렉션으로 저장될까?>

JPA는 필드중 컬렉션으로 된 타입이 있다면 컬렉션을 추적하고 관리할 목적으로 원본 컬렉션을 하이버네이트가 제공하는 내장 컬렉션으로 변경한다. 이것을 컬렉션 래퍼라고 한다. 디버깅을 해보면 컬렉션으로 된 타입의 필드가 있다면 PersistentBag라는 컬렉션래퍼로 반환되는 것을 볼 수 있다.

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FetchType.EAGER,즉시로딩

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즉시로딩은 어노테이션만 EAGER로 바꾸어주면 된다. 즉시로딩은 말그대로 즉시 연관된 엔티티도 다 조회를 해오는 것이다. 어려운 설정은 없다. 하지만 하나 주의해야될 것이 있다. 즉시로딩은 연관된 엔티티를 따로따로 조회하는 것이 아니라, 조인을 이용해 하나의 쿼리로 데이터를 가져오기 때문에 만약 외래키에게 널을 허용한다면? 외부조인을, 외래키가 널을 허용하지 않는다면 내부조인을 이용해서 가져온다. (선택적 비식별관계, 필수적 비식별관계)

이것이 주의해야될 상황인것이 만약 특정상황에서 필요한 데이터를 가져오지 못하는 상황이 발생 할 수 있다.(내부조인,외부조인) 

- 외부조인이라면 null값이 저장된 데이터는 가져오지 않는다. 즉, 필요할 수 있는 데이터를 외래키null을 허용함으로써 가져오지 못한다.

<주의사항>

-컬렉션을 하나 이상 즉시 로딩하는 것은 권장하지 않는다.

 :A 테이블을 N,M 두 테이블과 일대다 조인한다면 SQL 실행 결과가 N곱하기 M이 되면서 너무 많은 데이터를 반환할 수 있고 결과적으로 애플리케이션 성능이 저하될 수 있다.

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JPA 기본 패치전략

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- @ManyToOne, @OneToOne : 즉시로딩(FetchType.EAGER)

- @OneToMany,@ManyToMany :  지연로딩(FetchType.LAZY)

하지만 대게 정말 필요한 상황을 제외하고는 LAZY, 지연로딩하는 것을 권고한다고 한다.

<optional 속성>

- @ManyToOne, @OneToOne (optional = false, true)

 false : 내부 조인

 true : 외부조인

- @OneToMany,@ManyToMany (optional = false, true)

 false : 외부 조인

 true : 외부조인

여기서 특징이라면 엔티티의 컬렉션을 조회할때는 optional 속성과 무관하게 무조건 외부조인을 이용한다는 점이다.