[JPA] #17 JPQL : 중급 문법

본 포스팅은 인프런 - 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 (기본편) 을 강의를 바탕으로 공부하고 정리한 글입니다.

 

경로 표현식

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경로 표현식은 .(점)을 찍어 객체 그래프를 탐색하는 것이다.

• 상태 필드(static field) : 단순히 값을 저장하기 위한 필드
• 연관 필드(association field) : 연관관계를 위한 필드
  • 단일 값 연관 필드 : @ManyToOne, @OneToOne, 대상이 엔티티
  • 컬렉션 값 연관 필드 : @OneToMany, @ManyToMany, 대상이 컬렉션

 

특징

• 상태 필드 : 경로 탐색의 끝이며, 더이상 탐색이 불가능하다.

String query = "select m.username, m.age from Member m";

• 단일 값 연관 필드 : 묵시적 내부 조인이 발생하며, 탐색을 더 할 수 있다.

String query = "select m.team from Member m";

이 경우 m.team.name으로 탐색이 더 가능하다.

• 컬렉션 값 연관 필드 : 묵시적 내부 조인이 발생하며, 더이상 탐색이 불가능하다.

String query = "select t.members from Team t";

이 경우 t.members.username으로 탐색이 불가능하다.

하지만 FROM 절에서 명시적 조인을 통해 별칭을 얻으면 별칭을 통해서 탐색이 가능하다.

String query = "select m.username from Team t join t.members m";

실무에서는 묵시적 조인은 사용하지 않는 것을 권장한다.
명시적 조인을 사용해야 쿼리 튜닝하기 쉽고, 묵시적 조인을 사용할 경우 에러사항이 많이 발생할 수 있다.

 

명시적 조인, 묵시적 조인

• 명시적 조인 : join 키워드를 직접 사용
• 묵시적 조인 : 경로 표현식에 의해 묵시적으로 SQL 조인이 발생 (내부 조인만 가능)

/* 명시적 조인 */
select m from Member m join m.team t
/* 묵시적 조인 */
select m.team from Member m

 

경로 탐색을 사용한 묵시적 조인 시 주의사항

• 항상 내부 조인을 사용한다.
• 컬렉션은 경로 탐색의 끝으로, 컬렉션을 더 탐색하려면 명시적 조인을 통해 별칭을 얻어야 한다.
• 경로 탐색은 주로 SELECT, WHERE 절에서 사용하지만 묵시적 조인으로 인해 SQL의 FROM (JOIN) 절에 영향을 준다.
• 조인은 SQL 튜닝에 중요한 포인트인데, 묵시적 조인은 조인이 일어나는 상황을 한눈에 파악하기 어렵기 때문에 튜닝이 어렵다.
• 따라서 실무에서는 묵시적 조인은 사용하지 말고, 명시적 조인만 사용하는 것을 권장한다.

 

 

 

페치 조인(fetch join)

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• JPQL에서 성능 최적화를 위해 제공하는 기능이다.
• SQL 조인 종류 X
• 연관된 엔티티나 컬렉션을 SQL 한번에 함께 조회할 수 있도록 한다. (한방 쿼리)
• join fetch 명령어를 사용한다.

예제를 통해 알아보자.

String qeury = "select m from Member";
List<Member> result = em.createQuery(query, Member.class)
                        .getResultList();

for (Member member : result) {
    System.out.prinln("member = " + member.getUsername() + ", " + member.getTeam().getName());
}

Member의 Team 정보는 지연로딩으로 인해 프록시로 들어온다.
따라서 member.getTeam().getName()으로 호출하는 시점마다 데이터베이스에 쿼리를 날린다.

실행 쿼리를 보면 처음에 Member 조회 쿼리가 나가고, 반복문을 돌며 Team 조회 쿼리가 나가는 것을 확인할 수 있다.

• 회원1, 팀A (SQL)
• 회원2, 팀A (1차캐시)
• 회원3, 팀B (SQL)

예제에서는 쿼리가 3번 나갔지만, 만약 회원의 팀이 모두 다르고 팀이 100개라면 101개의 쿼리가 나갈 수 있는 것이다. (N+1문제)

이런 경우 페치 조인을 사용해 N+1 문제를 해결할 수 있다.

 

엔티티 페치 조인 (ManyToOne)

String query = "select m from Member m join fetch m.team";

join fetch 명령어를 사용해 Member를 조회하는 시점에 Team도 함께 끌어오도록 JPQL을 변경했다.

쿼리 1번으로, from 절에서 inner join을 사용해 member.* team.* 정보를 모두 가져오는 것을 확인할 수 있다.

이때 Team은 프록시가 아니라 실제 객체로 영속성 컨텍스트에 올라가 있기 때문에 member.getTeam().getName() 시점에 1차캐시를 사용해 추가적인 쿼리가 발생하지 않는다.

 

컬렉션 페치 조인 (OneToMany)

String query = "select t from Team t join fetch t.members where t.name='팀A'";
List<Team> teams = em.createQuery(query, Team.class)
                     .getResultList();
                     
for(Team team : teams) {
    System.out.println("teamname = " + team.getName() + ", team = " + team );
    for (Member member : team.getMembers()) {
        // 페치 조인으로 팀과 회원을 함께 조회해서 지연 로딩 발생 안함
        System.out.println("-> username = " + member.getUsername() + ", member = " + member);
    }
}

일대다 조인은 데이터가 뻥튀기될 수 있기 때문에 주의해야 한다.

팀A는 1개지만, 조인 시 row가 2개가 되는 것을 알 수 있다.

 

 

페치 조인과 DISTINCT

• SQL의 DISTINCT는 중복된 결과를 제거하고 싶을 때 사용한다.
• JPQL의 DISTINC는 2가지 기능을 제공한다.
  • SQL에 DISTINCT를 추가
  • 애플리케이션에서 엔티티 중복을 제거 (식별자로 확인)

 

앞서 본 예제에서 distinct 명령어를 추가해보자.

String query = "select distinct t from Team t join fetch t.members where t.name='팀A'";

SQL에 DISTICNT를 추가하지만 데이터가 다르므로(ID, NAME)  SQL 결과에서 중복제거가 이뤄지지 않는다.

 

이때 JPA가 DISTINCT 추가로 애플리케이션에서 중복 제거를 시도한다.

• 같은 식별자를 가진 Team 엔티티 제거

 

 

페치 조인과 일반 조인의 차이

💡 일반 조인

• 연관된 엔티티를 함께 조회하지 않음
• ex) select t from Team t join t.members m where t.name='팀A'
• 지연 로딩 발생으로 N+1 주의

💡 페치 조인

• 연관된 엔티티를 함께 조회해옴
• ex) select t from Team t join fetch t.members m where t.name='팀A'
• 지연 로딩 발생 X

 

 

페치 조인의 특징과 한계

• 페치 조인 대상에는 별칭을 줄 수 없다.
  • ex) select t from Team t join fetch t.members (as) m → 불가능
  • 하이버네이트는 가능하지만, 가급적 사용하지 않는 것을 권장한다.
• 둘 이상의 컬렉션은 페치 조인할 수 없다.
• 컬렉션을 페치 조인하면 페이징 API를 사용할 수 없다.
  • 일대일, 다대일 같은 단일 값 연관관계 필드드들은 페치 조인해도 페이징 가능 (데이터가 뻥튀기 되지 않으므로)
  • 일대다 컬렉션 페치 조인은 데이터가 뻥튀기되기 때문에 페이징할 경우 이상한 결과가 나올 수 있기 때문에 사용 불가능
  • 컬렉션 페치 조인 시 하이버네이트는 경고 로그를 남기고 메모리에서 페이징 (매우 위험)
• 연관된 엔티티들을 SQL 한번으로 조회할 수 있다. → 성능 최적화
• 엔티티에 직접 적용하는 글로벌 로딩 전략보다 페치 조인이 우선시 적용된다.
  • @OneToMany(fetch=FetchType.LAZY) // 글로벌 로딩 전략

 

페치 조인 페이징 해결방법 (BatchSize)

<name="hibernate.default_batch_fetch_size" value="100"/>

 

정리

• 실무에서는 글로벌 로딩 전략은 모두 지연 로딩으로, 최적화가 필요한 곳에만 페치 조인을 적용하면 대부분의 성능 문제가 해결된다.
• 하지만, 모든 것을 페치 조인으로 해결 할 수는 없다.
  • 페치 조인은 객체 그래프를 유지할 때 사용하면 효과적이다.
  • 여러 테이블을 조인해서 엔티티가 가진 모양이 아닌 전혀 다른 결과를 내야 하면, 페치 조인보다는 일반 조인을 사용하고 필요한 데이터들만 조회해서 DTO로 반환하는 것이 효과적이다.

 

Named 쿼리

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• 미리 정의해서 이름을 부여해두고 사용하는 JPQL이다.
• 정적 쿼리만 가능, 동적 쿼리 불가능
• 애플리케이션 로딩 시점에 초기화 후에 재사용한다.
• 애플리케이션 로딩 시점에 쿼리를 검증한다는 장점이 있다.
  • JPA가 로딩되면서 어노테이션으로 등록되어 있는 Named 쿼리를 SQL로 파싱해서 들고 있으려고 하기 때문에, 쿼리 문법이 안맞거나 문제가 있을 때 컴파일 에러를 발생시킨다.

 

사용 방법

Named 쿼리를 정의하는 방법에는 2가지가 있다.

• 어노테이션에 정의
• XML 정의 (XML이 항상 우선권을 가짐)

💡 어노테이션에 정의

@Entity
@NamedQuery(
    name = "Member.findByUsername",
    query = "select m from Member m where m.username = :username"
)
public class Member {
    ...
}

List<Member> result = em.createNamedQuery("Member.findByUsername", Member.class)
                        .setParameter("username", "이름1")
                        .getResultList();

 

💡 XML에 정의

📁 META-INF/persistence.xml

<persistence-unit name="jpabook" >
	<mapping-file>META-INF/ormMember.xml</mapping-file>

📁 META-INF/ormMember.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<entity-mappings xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/persistence/orm" version="2.1>
    <named-query name="Member.findByUsername>
        <query><![CDTA[
            select m
            form Member m
            where m.username = :username
        ]]></query>
    </named-query>

    <named-query name=Member.count>
        <query>select count(m) from Member m</query>
    </named-query>
</entity-mappins>