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컬렉션 조회 최적화

이전에 지연 로딩과 조회 성능 최적화에 대해 작성하였습니다. 그 글의 예제에서는 toOne(OneToOne, ManyToOne) 관계만 다뤘습니다. 이번에는 주문 내역에서 주문한 상품 정보까지 함께 조회하면서, 컬렉션인 일대다 관계(OneToMany)를 조회하고 최적화하는 방법에 대해 정리하도록 하겠습니다.

Order를 기준으로 컬렉션인 OrderItem과 Item이 필요합니다.

주문 조회 V1: 엔티티 직접 노출

엔티티를 직접 노출하는 V1 코드는 아래와 같습니다.

Java
package jpabook.jpashop.api;

import jpabook.jpashop.domain.Address;
import jpabook.jpashop.domain.Order;
import jpabook.jpashop.domain.OrderItem;
import jpabook.jpashop.repository.OrderRepository;
import jpabook.jpashop.repository.OrderSearch;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.Getter;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class OrderApiController {

    private final OrderRepository orderRepository;

    @GetMapping("/api/v1/orders")
    public Result ordersV1() {
        List<Order> all = orderRepository.findAllByString(new OrderSearch());
        for (Order order : all) {
            order.getMember().getName();
            order.getDelivery().getAddress();
            List<OrderItem> orderItems = order.getOrderItems();
            orderItems.stream().forEach(o -> o.getItem().getName());
        }
        return new Result(all);
    }
}
  • orderItem, item 관계를 직접 초기화하면 Hibernate5Module 설정에 의해 엔티티를 JSON으로 생성합니다.
  • 양방향 연관관계는 무한 루프에 걸리지 않도록 한쪽에 @JsonIgnore를 추가해야 합니다.
  • 엔티티를 직접 노출하므로 좋은 방법은 아닙니다.

주문 조회 V2: 엔티티를 DTO로 변환

ordersV2 메서드는 아래와 같습니다.

Java
@GetMapping("/api/v2/orders")
    public Result ordersV2() {
        List<Order> all = orderRepository.findAllByString(new OrderSearch());
        List<OrderDto> collect = all.stream()
                .map(o -> new OrderDto(o))
                .collect(Collectors.toList());
        return new Result(collect);
    }

OrderApiController에 DTO까지 포함한 전체 코드를 추가합니다.

Java
        @GetMapping("/api/v2/orders")
    public Result ordersV2() {
        List<Order> all = orderRepository.findAllByString(new OrderSearch());
        List<OrderDto> collect = all.stream()
                .map(o -> new OrderDto(o))
                .collect(Collectors.toList());
        return new Result(collect);
    }

    @Getter
    static class OrderDto {

        private Long orderId;
        private String name;
        private LocalDateTime orderDate;
        private Address address;
        private List<OrderItemDto> orderItems;

        public OrderDto(Order order) {
            orderId = order.getId();
            name = order.getMember().getName();
            orderDate = order.getOrderDate();
            address = order.getMember().getAddress();
            orderItems = order.getOrderItems().stream()
                    .map(o-> new OrderItemDto(o))
                    .collect(Collectors.toList());
        }
    }

이 방식은 지연 로딩으로 너무 많은 SQL이 실행됩니다. SQL 실행 수는 다음과 같습니다.

  • order 1번
  • member, address N번(order 조회 수만큼)
  • orderItem N번(order 조회 수만큼)
  • item N번(orderItem 조회 수만큼)

참고: 지연 로딩은 영속성 컨텍스트에 엔티티가 있으면 그 엔티티를 사용하고, 없으면 SQL을 실행합니다. 따라서 같은 영속성 컨텍스트에서 이미 로딩한 회원 엔티티를 추가로 조회하면 SQL을 실행하지 않습니다.

주문 조회 V3: 엔티티를 DTO로 변환 - 페치 조인 최적화

OrderApiController에 ordersV3를 추가합니다.

Java
/**
 * 유연하고
 * 성능 차이는 많이 나지 않는다.
 * @return
 */
@GetMapping("/api/v3/orders")
  public List<OrderDto> ordersV3() {
      List<Order> orders = orderRepository.findAllWithItem();
      List<OrderDto> result = orders.stream()
              .map(o -> new OrderDto(o))
              .collect(toList());
      return result;
  }

OrderRepository에 findAllWithItem 메서드를 추가합니다.

Java
public List<Order> findAllWithItem() {
        return em.createQuery(
                        "select distinct o from Order o" +
                                " join fetch o.member m" +
                                " join fetch o.delivery d" +
                                " join fetch o.orderItems oi" +
                                " join fetch oi.item i", Order.class)
                .getResultList();
    }
  • 페치 조인으로 SQL이 1번만 실행됩니다.
  • distinct를 사용한 이유는 일대다 조인이 있어 데이터베이스 row가 증가하기 때문입니다. 그 결과 같은 order 엔티티의 조회 수도 함께 증가합니다. JPA의 distinct는 SQL에 distinct를 추가하고, 더해서 같은 엔티티가 조회되면 애플리케이션에서 중복을 걸러 줍니다. 이 예에서는 컬렉션 페치 조인 때문에 order가 중복 조회되는 것을 막아 줍니다.
  • 단점
    • 페이징이 불가능합니다.

샘플 데이터인 userA와 userB의 주문에는 주문 상품이 두 개씩 들어 있습니다. 이 주문들을 주문 상품과 페치 조인하면 아래와 같이 조회됩니다.

userA와 userB의 주문을 orderItems와 페치 조인하면 주문 상품 수만큼 네 행이 만들어져 같은 주문이 두 번씩 조회되고, distinct를 붙이면 애플리케이션에서 같은 주문 엔티티의 중복을 걸러 주문 두 건이 되는 흐름눌러서 원본 크기로 보기

SQL 결과는 주문 상품 기준으로 네 행이고, distinct가 같은 식별자의 주문 엔티티를 하나로 합쳐 결과가 주문 두 건이 됩니다. 페치 조인과 DISTINCT의 동작은 JPQL 경로 표현식과 페치 조인에도 정리하였습니다.

참고: 컬렉션 페치 조인을 사용하면 페이징이 불가능합니다. 하이버네이트는 경고 로그를 남기면서 모든 데이터를 DB에서 읽어 오고, 메모리에서 페이징합니다(매우 위험).

참고: 컬렉션 페치 조인은 1개만 사용할 수 있습니다. 둘 이상의 컬렉션에 페치 조인을 사용하면 안 됩니다. 데이터가 부정합하게 조회될 수 있습니다.

주문 조회 V3.1: 엔티티를 DTO로 변환 - 페이징과 한계 돌파

  • 컬렉션을 페치 조인하면 페이징이 불가능합니다.
    • 컬렉션을 페치 조인하면 일대다 조인으로 데이터가 예측할 수 없이 증가합니다.
    • 일대다에서 일(1)을 기준으로 페이징을 하는 것이 목적인데, 데이터는 다(N)를 기준으로 row가 생성됩니다.
    • Order를 기준으로 페이징하고 싶지만, 다(N)인 OrderItem을 조인하면 OrderItem이 기준이 됩니다.
  • 이 경우 하이버네이트는 경고 로그를 남기고 모든 DB 데이터를 읽어서 메모리에서 페이징을 시도합니다. 최악의 경우 장애로 이어질 수 있습니다.

V3의 쿼리에 페이징을 걸었을 때를 그리면 아래와 같습니다.

주문 두 건을 기준으로 페이징하고 싶지만 orderItems를 페치 조인하면 행이 주문 상품 기준으로 네 행이 되어 행 기준으로 자를 수 없고, 하이버네이트가 경고 로그를 남기고 모든 데이터를 읽어 메모리에서 페이징하는 흐름눌러서 원본 크기로 보기

행이 주문 상품 기준으로 만들어지기 때문에 DB에서 행을 잘라서는 주문 단위 페이징 결과를 맞출 수 없습니다.

한계 돌파

페이징과 컬렉션 엔티티를 함께 조회하는 방법은 다음과 같습니다.

  • 먼저 ToOne(OneToOne, ManyToOne) 관계를 모두 페치 조인합니다. ToOne 관계는 row 수를 증가시키지 않으므로 페이징 쿼리에 영향을 주지 않습니다.
  • 컬렉션은 지연 로딩으로 조회합니다.
  • 지연 로딩 성능 최적화를 위해 hibernate.default_batch_fetch_size, @BatchSize를 적용합니다.
    • hibernate.default_batch_fetch_size: 글로벌 설정
    • @BatchSize: 개별 최적화
    • 이 옵션을 사용하면 컬렉션이나 프록시 객체를 설정한 size만큼 한꺼번에 IN 쿼리로 조회합니다.

OrderRepository에 다음 코드를 추가합니다.

Java
public List<Order> findAllWithMemberDelivery(int offset, int limit) {
        return em.createQuery(
                "select o from Order o " +
                        " join fetch o.member m " +
                        " join fetch o.delivery d" , Order.class
        ).setFirstResult(offset)
                 .setMaxResults(limit)
               .getResultList();
    }

OrderApiController에 다음 코드를 추가합니다.

Java
/**
 * 유연하고
 * 성능 차이는 많이 나지 않는다.
 * @return
 */
    @GetMapping("/api/v3.1/orders")
    public List<OrderDto> ordersV3_page(@RequestParam(value = "offset", defaultValue = "0") int offset,
                                        @RequestParam(value = "limit", defaultValue = "100") int limit)
    {
        List<Order> orders = orderRepository.findAllWithMemberDelivery(offset, limit);
        List<OrderDto> result = orders.stream()
                .map(o -> new OrderDto(o))
                .collect(toList());
        return result;
    }

최적화 옵션은 다음과 같습니다.

YAML
spring:
  jpa:
    properties:
      hibernate:
        default_batch_fetch_size: 1000
  • 개별로 설정하려면 @BatchSize를 적용하면 됩니다(컬렉션은 컬렉션 필드에, 엔티티는 엔티티 클래스에 적용).
  • 장점
    • 쿼리 호출 수가 1 + N → 1 + 1로 최적화됩니다.
    • 조인보다 DB 데이터 전송량이 최적화됩니다(Order와 OrderItem을 조인하면 Order가 OrderItem 수만큼 중복해서 조회됩니다. 이 방법은 각각 조회하므로 전송해야 할 중복 데이터가 없습니다).
    • 페치 조인 방식과 비교해서 쿼리 호출 수가 약간 증가하지만, DB 데이터 전송량이 감소합니다.
    • 컬렉션 페치 조인은 페이징이 불가능하지만 이 방법은 페이징이 가능합니다.
  • 결론
    • ToOne 관계는 페치 조인해도 페이징에 영향을 주지 않습니다. 따라서 ToOne 관계는 페치 조인으로 쿼리 수를 줄여서 해결하고, 나머지는 hibernate.default_batch_fetch_size로 최적화합니다.

옵션을 적용하기 전과 후에 실행되는 쿼리를 비교하면 아래와 같습니다.

V3.1에서 주문과 회원, 배송을 페치 조인해 페이징으로 한 번 조회한 뒤, 옵션이 없으면 orderItems와 item을 지연 로딩할 때마다 쿼리가 N번씩 나가고, default_batch_fetch_size를 설정하면 주문 id와 상품 id를 모아 IN 쿼리로 한 번씩 조회해 1 + N이 1 + 1이 되는 비교눌러서 원본 크기로 보기

컬렉션인 orderItems와 프록시인 item 모두 설정한 size만큼 식별자를 모아 IN 쿼리 한 번으로 조회합니다.

참고: default_batch_fetch_size는 적당한 크기를 골라야 하는데, 100~1000 사이를 선택하는 것을 권장합니다. 이 전략은 SQL IN 절을 사용하는데, 데이터베이스에 따라 IN 절 파라미터를 1000으로 제한하기도 합니다. 1000으로 잡으면 한 번에 1000개를 DB에서 애플리케이션으로 불러오므로 DB에 순간 부하가 증가할 수 있습니다. 하지만 애플리케이션은 100이든 1000이든 결국 전체 데이터를 로딩해야 하므로 메모리 사용량은 같습니다. 100으로 설정하는 것이 성능상 가장 좋지만, 결국 DB든 애플리케이션이든 순간 부하를 어디까지 견딜 수 있는지로 결정하면 됩니다.

주문 조회 V4: JPA에서 DTO 직접 조회

OrderApiController에 다음 코드를 추가합니다.

Java
    private final OrderQueryRepository orderQueryRepository;

    @GetMapping("/api/v4/orders")
    public List<OrderQueryDto> ordersV4() {
         return orderQueryRepository.findOrderQueryDtos();
    }

OrderQueryRepository를 생성합니다.

Java
package jpabook.jpashop.repository.order.query;

import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Repository;

import javax.persistence.EntityManager;
import java.util.List;

@Repository
@RequiredArgsConstructor
public class OrderQueryRepository {

    private final EntityManager em;

    public List<OrderQueryDto> findOrderQueryDtos() {
        List<OrderQueryDto> orders = findOrders();

        for (OrderQueryDto order : orders) {
            List<OrderItemQueryDto> orderItems = findOrderItems(order.getOrderId());
            order.setOrderItems(orderItems);
        }
        return orders;
    }

    private List<OrderItemQueryDto> findOrderItems(Long orderId) {
        return em.createQuery(
                "select new jpabook.jpashop.repository.order.query.OrderItemQueryDto(oi.order.id, i.name, oi.orderPrice, oi.count)" +
                        "  from OrderItem oi " +
                        "  join oi.item i " +
                        "  where oi.order.id = :orderId", OrderItemQueryDto.class)
                .setParameter("orderId", orderId)
                .getResultList();
    }
 
    private List<OrderQueryDto> findOrders() {
        return em.createQuery(
                "select new jpabook.jpashop.repository.order.query.OrderQueryDto(o.id, m.name, o.orderDate, o.status, d.address) " +
                        " from Order o " +
                        " join o.member m " +
                        " join o.delivery d", OrderQueryDto.class
        ).getResultList();
    }
}

OrderQueryDto를 생성합니다.

Java
package jpabook.jpashop.repository.order.query;

import jpabook.jpashop.domain.Address;
import jpabook.jpashop.domain.OrderStatus;
import lombok.Data;

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.List;

@Data
public class OrderQueryDto {
    private Long orderId;
    private String name;
    private LocalDateTime orderDate;
    private OrderStatus orderStatus;
    private Address address;
    private List<OrderItemQueryDto> orderItems;

    public OrderQueryDto(Long orderId, String name, LocalDateTime orderDate, OrderStatus orderStatus, Address address) {
        this.orderId = orderId;
        this.name = name;
        this.orderDate = orderDate;
        this.orderStatus = orderStatus;
        this.address = address;
    }
}

OrderItemQueryDto를 생성합니다.

Java
package jpabook.jpashop.repository.order.query;

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonIgnore;
import lombok.Data;

@Data
public class OrderItemQueryDto {

    @JsonIgnore
    private Long orderId; //주문번호
    private String itemName;//상품 명
    private int orderPrice; //주문 가격
    private int count; //주문 수량
    public OrderItemQueryDto(Long orderId, String itemName, int orderPrice, int count) {
        this.orderId = orderId;
        this.itemName = itemName;
        this.orderPrice = orderPrice;
        this.count = count;
    }
}
  • Query: 루트 1번, 컬렉션 N번 실행됩니다.
  • ToOne(N:1, 1:1) 관계들을 먼저 조회하고, ToMany(1:N) 관계는 각각 별도로 처리합니다.
    • 이런 방식을 선택한 이유는 다음과 같습니다.
    • ToOne 관계는 조인해도 데이터 row 수가 증가하지 않습니다.
    • ToMany(1:N) 관계는 조인하면 row 수가 증가합니다.
  • row 수가 증가하지 않는 ToOne 관계는 조인으로 최적화하기 쉬우므로 한 번에 조회하고, ToMany 관계는 최적화하기 어려우므로 findOrderItems() 같은 별도의 메서드로 조회합니다.

주문 조회 V5: JPA에서 DTO 직접 조회 - 컬렉션 조회 최적화

OrderApiController에 다음 코드를 추가합니다.

Java
@GetMapping("/api/v5/orders")
public List<OrderQueryDto> orderV5() {
    return orderQueryRepository.finAllByDto_optimization();
}

OrderQueryRepository에 다음 코드를 추가합니다.

Java
/**
 * 최적화
 * Query: 루트 1번, 컬렉션 1번
 * 데이터를 한꺼번에 처리할 때 많이 사용하는 방식
 *
 */
public List<OrderQueryDto> finAllByDto_optimization() {
    List<OrderQueryDto> result = findOrders();

    //orderItem 컬렉션을 MAP 한방에 조회
    Map<Long, List<OrderItemQueryDto>> orderItemMap = findOrderItemMap(toOrderIds(result));
    result.forEach(o-> o.setOrderItems(orderItemMap.get(o.getOrderId())));

    return result;
}

private List<Long> toOrderIds(List<OrderQueryDto> result) {
    return result.stream()
            .map(o -> o.getOrderId())
            .collect(Collectors.toList());
}

private Map<Long, List<OrderItemQueryDto>> findOrderItemMap(List<Long> orderIds) {
    List<OrderItemQueryDto> orderItems = em.createQuery(
                    "select new jpabook.jpashop.repository.order.query.OrderItemQueryDto(oi.order.id, i.name, oi.orderPrice, oi.count)" +
                            " from OrderItem oi" +
                            " join oi.item i" +
                           " where oi.order.id in :orderIds", OrderItemQueryDto.class)
            .setParameter("orderIds", orderIds)
            .getResultList();

    return orderItems.stream()
            .collect(Collectors.groupingBy(OrderItemQueryDto::getOrderId));
}
  • Query: 루트 1번, 컬렉션 1번으로 총 2번의 쿼리가 실행됩니다.
  • ToOne 관계들을 먼저 조회하고, 여기서 얻은 식별자 orderId로 ToMany 관계인 orderItem을 한꺼번에 조회합니다.
  • Map을 사용해서 매칭 성능을 향상시킵니다.

주문 조회 V6: JPA에서 DTO로 직접 조회, 플랫 데이터 최적화

OrderFlatDto를 생성합니다.

Java
package jpabook.jpashop.repository.order.query;

import jpabook.jpashop.domain.Address;
import jpabook.jpashop.domain.OrderStatus;
import lombok.Data;
import lombok.EqualsAndHashCode;

import java.time.LocalDateTime;

@Data
@EqualsAndHashCode(of = "orderId")
public class OrderFlatDto {
    private Long orderId;
    private String name;
    private LocalDateTime orderDate;
    private OrderStatus orderStatus;
    private Address address;
    private String itemName;//상품 명
    private int orderPrice; //주문 가격
    private int count; //주문 수량

    public OrderFlatDto(Long orderId, String name, LocalDateTime orderDate, OrderStatus orderStatus, Address address, String itemName, int orderPrice, int count) {
        this.orderId = orderId;
        this.name = name;
        this.orderDate = orderDate;
        this.orderStatus = orderStatus;
        this.address = address;
        this.itemName = itemName;
        this.orderPrice = orderPrice;
        this.count = count;
    }
}

OrderQueryRepository에 다음 코드를 추가합니다.

Java
public List<OrderFlatDto> findAllByDto_flat() {
        return em.createQuery(
                " select new jpabook.jpashop.repository.order.query.OrderFlatDto(o.id, m.name, o.orderDate, o.status, m.address, i.name, i.price, oi.count)" +
                        " from Order o " +
                        " join o.member m " +
                        " join o.delivery d " +
                        " join o. orderItems oi " +
                        " join oi.item i ", OrderFlatDto.class)
                .getResultList();
    }

OrderQueryDto에 생성자를 추가합니다.

Java
public OrderQueryDto(Long orderId, String name, LocalDateTime orderDate, OrderStatus orderStatus, Address address, List<OrderItemQueryDto> orderItems) {
        this.orderId = orderId;
        this.name = name;
        this.orderDate = orderDate;
        this.orderStatus = orderStatus;
        this.address = address;
        this.orderItems = orderItems;
    }

OrderApiController에 다음 코드를 추가합니다.

Java
@GetMapping("/api/v6/orders")
    public List<OrderQueryDto> ordersV6() {
        List<OrderFlatDto> flats = orderQueryRepository.findAllByDto_flat();
        return flats.stream()
                .collect(groupingBy(o -> new OrderQueryDto(o.getOrderId(), o.getName(), o.getOrderDate(), o.getOrderStatus(), o.getAddress()), mapping(o -> new OrderItemQueryDto(o.getOrderId(), o.getItemName(), o.getOrderPrice(), o.getCount()), toList())
                )).entrySet().stream()
                .map(e -> new OrderQueryDto(e.getKey().getOrderId(), e.getKey().getName(), e.getKey().getOrderDate(), e.getKey().getOrderStatus(), e.getKey().getAddress(), e.getValue())).collect(toList());
    }
  • 장점
    • Query를 1번만 실행합니다.
  • 단점
    • 쿼리는 한 번이지만 조인으로 인해 DB에서 애플리케이션으로 전달하는 데이터에 중복 데이터가 추가되므로, 상황에 따라 V5보다 더 느릴 수도 있습니다.
    • 애플리케이션에서 추가 작업이 큽니다.
    • 페이징이 불가능합니다.

V4, V5, V6에서 실행되는 쿼리와 결과를 만드는 방식을 나란히 놓으면 아래와 같습니다.

V4는 주문을 조회한 뒤 주문마다 findOrderItems를 실행해 루트 1번과 컬렉션 N번, V5는 주문 id를 모아 IN 절로 주문 상품을 한 번에 조회한 뒤 Map으로 매칭해 루트 1번과 컬렉션 1번, V6는 주문과 주문 상품을 모두 조인한 플랫 데이터를 한 번에 조회한 뒤 애플리케이션에서 groupingBy로 묶어 쿼리 1번이지만 중복 데이터가 있고 페이징이 불가능한 비교눌러서 원본 크기로 보기

API 개발 고급 정리

지금까지 다룬 내용을 정리하면 다음과 같습니다.

  • 엔티티 조회
    • 엔티티를 조회해서 그대로 반환: V1
    • 엔티티 조회 후 DTO로 변환: V2
    • 페치 조인으로 쿼리 수 최적화: V3
    • 컬렉션 페이징과 한계 돌파: V3.1
      • 컬렉션은 페치 조인 시 페이징이 불가능합니다.
      • ToOne 관계는 페치 조인으로 쿼리 수를 최적화합니다.
      • 컬렉션은 페치 조인 대신 지연 로딩을 유지하고, hibernate.default_batch_fetch_size, @BatchSize로 최적화합니다.
  • DTO 직접 조회
    • JPA에서 DTO를 직접 조회: V4
    • 컬렉션 조회 최적화 - 일대다 관계인 컬렉션은 IN 절을 활용해서 메모리에 미리 조회해서 최적화: V5
    • 플랫 데이터 최적화 - JOIN 결과를 그대로 조회한 후 애플리케이션에서 원하는 모양으로 직접 변환: V6

권장 순서

  1. 엔티티 조회 방식으로 우선 접근합니다.
    1. 페치 조인으로 쿼리 수를 최적화합니다.
    2. 컬렉션을 최적화합니다.
      1. 페이징이 필요하면 hibernate.default_batch_fetch_size, @BatchSize로 최적화합니다.
      2. 페이징이 필요 없으면 페치 조인을 사용합니다.
  2. 엔티티 조회 방식으로 해결이 안 되면 DTO 조회 방식을 사용합니다.
  3. DTO 조회 방식으로 해결이 안 되면 Native SQL이나 스프링 JdbcTemplate을 사용합니다.

권장 순서를 흐름으로 그리면 아래와 같습니다.

엔티티 조회 방식으로 먼저 접근해 페치 조인으로 쿼리 수를 줄이고, 컬렉션은 페이징이 필요하면 default_batch_fetch_size와 @BatchSize, 필요 없으면 페치 조인을 쓰며, 해결이 안 되면 DTO 조회 방식, 그래도 안 되면 Native SQL이나 JdbcTemplate을 쓰는 순서눌러서 원본 크기로 보기

참고: 엔티티 조회 방식은 페치 조인이나 hibernate.default_batch_fetch_size, @BatchSize같이 코드를 거의 수정하지 않고, 옵션만 약간 변경해서 다양한 성능 최적화를 시도할 수 있습니다. 반면 DTO를 직접 조회하는 방식은 성능을 최적화하거나 성능 최적화 방식을 변경할 때 많은 코드를 변경해야 합니다.

참고: 개발자는 성능 최적화와 코드 복잡도 사이에서 줄타기를 해야 합니다. 항상 그런 것은 아니지만, 보통 성능 최적화는 단순한 코드를 복잡한 코드로 몰고 갑니다. 엔티티 조회 방식은 JPA가 많은 부분을 최적화해 주기 때문에, 단순한 코드를 유지하면서 성능을 최적화할 수 있습니다. 반면 DTO 조회 방식은 SQL을 직접 다루는 것과 유사하기 때문에, 둘 사이에서 줄타기를 해야 합니다.

DTO 조회 방식의 선택지

  • DTO로 조회하는 방법도 각각 장단점이 있습니다. V4, V5, V6 중에서 쿼리가 1번 실행된다고 해서 V6가 항상 좋은 방법인 것은 아닙니다.
  • V4는 코드가 단순합니다. 특정 주문 한 건만 조회하면 이 방식을 사용해도 성능이 잘 나옵니다. 예를 들어 조회한 Order 데이터가 1건이면 OrderItem을 찾기 위한 쿼리도 1번만 실행하면 됩니다.
  • V5는 코드가 복잡합니다. 여러 주문을 한꺼번에 조회하는 경우에는 V4 대신 이것을 최적화한 V5 방식을 사용해야 합니다. 예를 들어 조회한 Order 데이터가 1000건인데 V4 방식을 그대로 사용하면 쿼리가 총 1 + 1000번 실행됩니다. 여기서 1은 Order를 조회한 쿼리이고, 1000은 조회된 Order의 row 수입니다. V5 방식으로 최적화하면 쿼리가 총 1 + 1번만 실행됩니다. 상황에 따라 다르겠지만 운영 환경에서 100배 이상의 성능 차이가 날 수 있습니다.
  • V6는 완전히 다른 접근 방식입니다. 쿼리 한 번으로 최적화되어 상당히 좋아 보이지만, Order를 기준으로 페이징이 불가능합니다. 실무에서는 이 정도 데이터면 수백이나 수천 건 단위로 페이징 처리가 꼭 필요하므로, 이 경우 선택하기 어려운 방법입니다. 그리고 데이터가 많으면 중복 전송이 증가해서 V5와 비교했을 때 성능 차이도 미미합니다.

마무리

오늘은 일대다 컬렉션을 포함한 주문 조회 API를 엔티티 직접 노출, DTO 변환, 페치 조인, 배치 사이즈를 이용한 페이징, DTO 직접 조회와 플랫 데이터 조회까지 단계별로 최적화하는 방법에 대해 정리하였습니다. 컬렉션은 페치 조인과 페이징을 함께 쓸 수 없기 때문에, ToOne 관계는 페치 조인하고 컬렉션은 default_batch_fetch_size로 묶어서 조회하는 방법을 먼저 떠올리면 좋을 것 같습니다.

다음 글에서는 API 개발 성능 최적화 정리에서 OSIV와 커맨드·쿼리 분리에 대해 정리하도록 하겠습니다.

이 글은 인프런 김영한 님의 실전! 스프링 부트와 JPA 활용2 — API 개발과 성능 최적화를 들으며 정리한 노트입니다.

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