N+1 문제란?

JPA가 JPQL을 분석해서 SQL을 생성할때는 글로벌 패치 전략을 참고하지 않고 JPQL 자체만을 사용해서 N개의 쿼리가 발생하는 상황.


발생 과정에 대한 코드분석

Member : Orders 회원과 주문정보는 1:N, N:1 양방향 연관관계.

List <Order> orders = em.createQuery("select o from Order o", Order.class).getResultList();

<!-- N 개의 Member 조회 SQL 발생 -->
  1. select o from Order o JPQL을 분석해서 select * from Order SQL을 생성.
  2. DB에서 결과를 받아 order 엔티티 인스턴스를 새성.
  3. Order.member의 글로벌 페치 전략이 즉시 로딩이므로 order를 로딩하는 즉시 연관된 member도 로딩.
  4. 연관된 member를 영속성 컨텍스트에서 찾는다.
  5. 만약 영속성 컨텍스트에 없으면 SELECT * FROM MEMBER WHERE id=? SQL을 조회한 order 엔티티 수만큼 실행.


해결방안

  1. 지연로딩 사용 - JPQL에서는 문제가 생기지 않는다. but! order 컬렉션을 실제 사용할 때 N+1 발생.
for (Member member : members) {
	System.out.println("member = " + member.getOrders().size());   
}

<!--회원과 연관된 N개의 주문 조회 쿼리 발생-->


  1. 페치 조인 사용 SQL 조인을 사용해서 연관된 엔티티를 함께 조회.(일대다 조인을 했으므로 중복된 결과가 나타날 수 있고 distinct를 사용해서 중복을 제거)


  1. Hibernate @BatchSize를 사용하여 SQL 실행을 제한
@org.hibernate.annotations.BatchSize(size=5)
@OneToMany(mapperBy = "member", fetch = FetchType.EAGER)
private List<Order> orders = new ArrayList<Order>();

조회한 회원이 10명이라면 배치사이즈가 5이기 때문에 5건의 데이터를 미리 로딩해두고 6번째 데이터를 사용하면 다음 SQL을 추가로 실행.

SELECT * FROM ORDERS
WHERE MEMBER+ID IN (?,?,?,?,?)
  • 애플리케이션 전체에 기본 배치 사이즈 적용법
<property name="hibernate.default_batch_fetch_size" value="5"/>


  1. Hibernate @Fetch(FetchMode.SUBSELECT)

서브 쿼리를 사용하여 N+1 문제를 해결.

@Entity
public class Member {
    
	@org.hibernate.annotations.Fetch(FetchMOde.SUBSELECT)
	@OneToMany(mappedBy = "member", fetch = FetchType.EAGER)
	private List<Order> orders = new ArrayList<Order>();
    
}

select m from Mebmer m where m.id > 10

즉시 로딩으로 설정하면 조회시점에, 지연 로딩으로 설정하면 지연 로딩된 엔티티를 사용하는 시점에 다음 SQL이 실행

SELECT O FROM ORDERS O
	WHERE O.MEMBER_ID IN (
		SELECT
	    	M.ID
	    FROM
	    	MEMBER M 
	    WHERE M.ID > 10
	)


정리

즉시 로딩은 사용하지 않는다. - N+1 문제 포함 비즈니스 로직에 필요하지 않은 엔티티를 로딩해야하는 상황이 자주 발생.

카장 큰 단점은 성능 최적화가 어렵다.

모두 지연 로딩을 사용하고 성능 최적화가 꼭 필요한 곳에서는 JPQL 페치 조인을 사용한다.

JPQ 글로벌 페치 전략 기본값

  • @OneToOne, @ManyToOne: 기본 페치 전략은 즉시 로딩
  • @OneToMany, @ManyToMany: 기본 페치 전략은 지연 로딩

@OneToOne과 @ManyToOne은 fetch = FetchType.LAZY로 설정해서 지연 로딩 전략을 사용한다.


출처 : 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 김영한 지음