[CS]JPA 연관관계 _ 최적화

말하는 감자·2025년 1월 8일

CS JPA 연관관계

CS

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JPA 연관관계

One-to-One

정의

두 엔티티가 각각 하나씩의 서로에 대한 참조를 가지는 경우

예시

User

@Entity
public class User {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long userId; // 사용자의 고유 ID

    private String username; // 사용자 이름

    @OneToOne(mappedBy = "user") // 필드가 반대측 프로필 클래스의 'user' 필드를 참조
    private Profile profile; // 사용자와 연결된 프로필
}

Profile

@Entity
public class Profile {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long profileId; // 프로필의 고유 ID

    private String bio; // 프로필의 정보

    @OneToOne // 각각의 프로필은 하나의 사용자에 연결됨
    @JoinColumn(name = "user_id") // 외래 키를 설정하여 사용자와 연결
    private User user; // 이 프로필과 연결된 사용자
}

User 클래스
- @OneToOne(mappedBy = "user"): 이 필드가 Profile 클래스의 user 필드를 통해 매핑되었음을 나타낸다.
Profile 클래스
- @JoinColumn(name = "user_id"): 외래 키를 설정하여 프로필과 사용자를 연결.

One-to-Many

정의

한 엔티티가 다수의 다른 엔티티와 연관을 가지는 경우
예를들어, 하나의 수업에 여러명의 학생이 수강중인 경우
수업 클래스에 @One-to-Many 어노테이션을 사용하여 정의하고 반대쪽인 학생 클래스에도 @Many-to-One을 사용해야 한다.

예시

Course

@Entity
public class Course {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long courseId; // 수업의 고유 ID

    private String title; // 수업 제목

    @OneToMany(mappedBy = "course") // 반대측 학생 클래스의 'course' 필드로 매핑
    private List<Student> students; // 이 수업을 수강하는 학생 목록
}

Student

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long studentId; // 학생의 고유 ID

    private String name; // 학생 이름

    @ManyToOne // 여러 학생이 하나의 수업에 속할 수 있는 관계
    @JoinColumn(name = "course_id") // 외래 키를 설정하여 수업과 연결
    private Course course; // 학생이 속한 수업
}

Course
- @OneToMany(mappedBy = "course"): course 필드를 통해 매핑
Student
- @JoinColumn(name = "course_id"): course_id를 외래키로 등록

Many-to-One

여러 엔티티가 하나의 엔티티에 연관될 때 사용한다.
예를들어, 여러 주문(Order)이 하나의 고객(Customer)에 속할 수 있다.
@Many-to-One으로 어노테이션을 사용하여 표현한다.

Many-to-Many

여러 엔티티가 다른 여러 엔티티와 연관될 수 있는 경우
예를들어 여러 학생(Student)이 여러 수업(Course)을 수강할 수 있는 경우
@ManyToMany 애노테이션으로 정의하며, 종종 중간 테이블을 사용하여 구현한다.

mappedBy, Join

연관관계는 단방향이거나 양방향일 수 있으며 동작을 명확히 하기 위해 mappedBy나 조인 테이블 설정을 통해 관계를 구체적으로 설정할 수 있다.

mappedBy

양방향 관계에서 외래 키가 위치하는 N측의 필드를 지정하는 역할

@OneToMany(mappedBy = "customer")
    private List<Order> orders;

예를 들어, Customer와 Order의 관계에서 Order 클래스의 customer 필드가 이 관계의 주체라는 것을 의미한다.
즉, Customer 클래스는 여러 Order를 참조할 수 있지만, customer_id 필드를 통해서만 참조 가능함

Join 테이블

join 테이블은 다대다 관계를 구현할 때 중간 테이블을 생성하여 관련된 투 테이블의 관계를 관리하는 방법이다.

Student

@Entity
public class Student {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long studentId;

    private String name;

    @ManyToMany
    @JoinTable(
        name = "student_course",
        joinColumns = @JoinColumn(name = "student_id"), // 학생 외래 키
        inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "course_id") // 수업 외래 키
    )
    private List<Course> courses;
}

Course

@Entity
public class Course {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long courseId;

    private String title;

    @ManyToMany(mappedBy = "courses")
    private List<Student> students;
}

학생과 수업간의 다대다 관계를 관리하기 위한 조인 테이블은, 하나의 수업도 여러 학생이 수강하며/ 한명의 학생이 여러 수업을 수강할 수 있도록 연결해준다.
mappedBy 를 사용하여 양방향 접근이 가능해짐

최적화

1. Fetch 유형 설정

EAGER

연관된 객체를 즉시 로드
주 엔티티를 조회할 때, 관련된 모든 연관 엔티티를 가져온다.
- 연관된 데이터가 많을 경우 성능 저하가 발생할 가능성
연관된 객체가 항상 필요할 때 유용

 @ManyToOne(fetch = FetchType.EAGER) // 즉시 로드
    @JoinColumn(name = "department_id")

LAZY

연관된 객체를 지연 로딩(필요할 때만 로드) 한다.
관련 객체는 쿼리하지 않는다.
연관된 객체가 필요하지 않거나, 데이터 양이 방대하여 선능에 영향을 미칠 경우 유용하다.

 @OneToMany(mappedBy = "department", fetch = FetchType.LAZY) // 지연 로드
    private List<Employee> employees;

선택

일반적으로 LAZY 로딩이 성능 측면에서 유리하지만 필요한 경우에 따라 EAGER 로딩을 고려할 수 있다.

2. N+1 문제 해결

정의

JPA나 하이버네이트를 사용할 때 발생하는 성능 문제로, 주로 LAZY 로딩에서 발생

시나리오

예를들어 하나의 부서 엔티티에 여러 직원 엔티티가 연결된 경우
부서 리스트를 조회할 때, 각 부서에 속한 직원들을 조회하기 위해 JPA가 추가쿼리를 실행
각각의 부서에 연관된 직원을 가져오는 N개의 쿼리 + 모든 부서를 가져온 1개의 쿼리 즉, N+1개의 쿼리가 실행된다.

문제 해결

1. JOIN FETCH 사용

데이터를 여러 부분으로 나누어 필요한 부분만 조인하여 전체 성능을 향상

SELECT d FROM Department d JOIN FETCH d.employees

단일 쿼리로 필요한 모든 데이터를 가져온다

2. Entity Graph 사용

필요한 연관관계를 미리 정의하고 로드

@EntityGraph(attributePaths = {"employees"})
List<Department> findAll();

Batch Size 설정

한 번에 데이터 세트를 얼마나 로드할지 설정하여 성능개선

@OneToMany(mappedBy = "department")
@BatchSize(size = 10) // 한 번에 10개씩 로드
private List<Employee> employees;

3. Batch Size 설정

위에서 설명함

4. Projections 사용

정의

필요한 데이터만 선택적으로 가져오는 방법
전체 엔티리를 불러오는 대신 DTO(Data Transfer Object)를 사용하여 필요한 필드만 로드한다.

public class CourseDTO {
    private String title;

    public CourseDTO(String title) {
        this.title = title;
    }
}
쿼리
SELECT new CourseDTO(c.title) FROM Course c