N+1 문제가 무엇이고 어떻게 해결할 수 있는지 설명해주세요

[eunjungL]

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[PgmJun]

N+1 문제는 JPA의 매커니즘에 의해 연관관계가 설정된 엔티티 조회 시 실제 쿼리 1개와 더불어 N개의 쿼리가 추가적으로 발생하는 문제를 의미합니다.

JPA의 조회 매커니즘은 Eager 로딩 기준으로 아래와 같이 동작합니다.
N:1 연관 관계 중 양방향 연관관계가 설정되어 OneToMany 매핑을 통해 1 에 해당하는 엔티티가 필드로 N을 가지고 있다고 가정하겠습니다.
이때 JPA를 통해 1에 해당하는 엔티티를 조회하게 되면 1을 조회하는 쿼리가 실행되어 DB에서 데이터를 조회하여 인스턴스를 생성합니다.
그리고 인스턴스와 연관관계에 있는 N의 데이터가 영속성 컨텍스트에 존재하는 지 확인하고, 만약 없다면 N에 해당하는 데이터들을 조회하는 쿼리가 각각 발생하면서 추가 쿼리 N개가 발생합니다.

Lazy 로딩으로 처리하게되면 조회 시에는 1 에 해당하는 데이터 조회 쿼리만 발생하고,
이후에 N 에 해당하는 각 데이터에 접근할 때마다 쿼리가 개별적으로 발생하게 됩니다.

이 문제는 ManyToOne 에도 연관관계 필드가 존재하기 때문에 동일하게 발생합니다.

해결방안

해당 문제의 해결 방법으로는 Fetch Join, @EntityGraph 또는 Batch Size 조절이 있습니다.

직접 @Query 애노테이션을 통해 JPQL을 작성하여 연관관계에 있는 테이블을 Fetch Join으로 조인하게 되면 Join되는 데이터들이 이 시점에 영속성 컨텍스트에 저장되어 추가 쿼리가 발생하지 않습니다.

@EntityGraph 방식은 이러한 방식을 애노테이션을 통해 설정하는 방식입니다.

마지막으로 Batch Size 조절 방식은 N개의 쿼리가 발생할 부분에 대해서 JPA가 in절을 통해 한 번의 조회 로직으로 데이터들을 조회하여 영속성 컨텍스트에 저장하는 방식입니다.