[JPA] 프록시(Proxy)와 지연로딩(Lazy Loading)

연관관계를 갖는 여러 엔티티가 있을 때 한 엔티티를 조회할 때 반드시 연관된 엔티티들이 사용되지는 않습니다. 

 

본론부터 말하자면, 지연 로딩을 사용하면 Member엔티티와 Team 엔티티가 다대일로 매핑되어 있을 때, Member Entity를 조회한다고 해서 반드시 Team Entity까지 조회되지 않습니다. 

 

JPA는 엔티티가 실제 사용될 때까지 데이터베이스 조회를 지연하는 방법을 제공합니다. 이를 지연 로딩(Lazy Loading)이

라고 합니다.

• 쉽게 말해 team.getName() 처럼 Team 엔티티의 값을 실제 사용하는 시점에 Team Entity에 필요한 데이터를 조회합니다.
• 지연 로딩 기능은 실제 엔티티 객체 대신에 데이터베이스 조회를 지연할 수 있는 가짜 프록시 객체를 사용합니다. 프록시에 대해 알아봅시다.

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프록시

엔티티를 실제 사용하는 시점까지 데이터베이스 조회를 미루고 싶은 경우 EntityManager.getReference()를 사용해서 프록시 객체를 만들 수 있습니다.

Member member = em.getReference(Member.class,1L);

• member는 실제 객체가 아닌 프록시 객체입니다.
• find() 메소드와 달리 이 메소드를 호출할 때 JPA는 실제 데이터베이스를 조회하지도, 실제 엔티티 객체를 영속성 컨텍스트에 영속하지도 않습니다.
• 대신 데이터베이스 접근을 위임한 프록시 객체를 반환합니다.

조금 헷갈리니까 흐름을 한 번 짚고 넘어가겠습니다.

Member member = em.getReference(Member.class, 1L);

➡️ Member 타입 Proxy 객체 생성 (member)

// 프록시 객체 최초 사용 -> 프록시 객체 초기화 요청 
member.getName();

// 식별자의 경우 초기화를 요청하지 않습니다. 뒤에서 설명
member.getId();

프록시 객체로 실제 엔티티 객체의 메소드 호출

➡️ 영속성 컨텍스트에게 실제 엔티티를 요청합니다. (초기화 요청)

 

➡️ 영속성 컨텍스트에 있는 경우, 영속성 컨텍스트는 DB를 조회하지 않고 프록시가 아닌 영속성 컨텍스트의 실제 Entity를   반환합니다. (실제 Entity 사용)

조회 대상이 영속성 컨텍스트에 이미 있으면 프록시 객체를 사용할 이유가 없으므로 실제 엔티티를 사용합니다.

➡️ 영속성 컨텍스트에 없는 경우, 영속성 컨텍스트는 DB를 조회해서 실제 Entity를 프록시 객체의 target에 리턴합니다. (실제 엔티티 생성 및 참조를 프록시에 보관)

 

➡️ target의 getId()를 호출해서 결과를 리턴합니다. ( target.getId() 호출 ) (프록시 객체의 메소드 실행 -> 실제 객체의 메소드 실행) 

프록시의 특징

프록시 클래스는 실제 클래스를 상속받아 만들어지므로 실제 클래스와 겉모양이 같습니다. 사용자는 이 객체가 프록시 객첸지, 실제 엔티티 객체인지 구분하지 않아도 내부적으로 프록시로 처리하기 때문에 구분할 필요가 없습니다.

• 프록시 객체는 처음 생성시 한 번만 초기화됩니다.
• 프록시 객체가 초기화 되면 프록시 객체를 통해 (엄밀히 말하면 내부에 실제 엔티티와 매핑된 target을 통해) 실제 엔티티에 접근할 수 있습니다.
• 영속성 컨텍스트의 도움을 받아야 가능하므로 준영속 상태의 엔티티를 프록시 객체로 생성할 경우, 예외가 발생합니다.

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프록시와 식별자(PK)

엔티티를 프록시로 조회할 때 식별자(PK) 값을 파라미터로 전달하는데 프록시 객체는 이 식별자 값을 보관하고 있으므로, 식별자 값을 조회하는 team.getId()를 호출해도 프록시를 초기화 하지 않습니다.

Team team = em.getReference(Team.class, 1L);
team.getId(); // 초기화 요청 X

엔티티 접근 방식을 @Access(AccessType.PROPERTY) 로 설정한 경우에만 초기화 요청 X
엔티티 접근 방식을 @Access(AccessType.FIELD) 로 설정한 경우에는 초기화 요청 O

Member member = em.find(Member.class, 1L);
Team team = em.getReference(Team.class, 1L); // SQL 실행 X
member.setTeam(team);

프록시 객체는 식별자 값을 가지고 있기 떄문에 식별자 값을 사용하여 연관관계를 설정할 때는 프록시를 초기화하지 않습니다.

프록시를 사용하면 데이터베이스 접근횟수를 줄일 수 있습니다.

연관관계를 설정할 때는 엔티티 접근 방식을 필드로 설정해도 프록시를 초기화하지 않습니다.

 

프록시 초기화 확인 
- JPA가 제공하는 PersistenceUnitUtil.isLoaded(Object entity) 메소드를 사용하면 프록시 인스턴스의 초기화 여부를 확인할 수 있습니다.
boolean isLoad = em.getPersistenceUnitUtil().isLoaded(entity);

프록시/실제 객체 확인
System.out.println("memberProxy = " + member.getClass().getName());
-> 프록시 객체의 경우 ...javassist..

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지연로딩, 즉시로딩 

프록시 객체는 주로 연관된 엔티티를 지연로딩(실제 엔티티를 사용하는 경우에만 데이터베이스를 조회)할 때 사용합니다.

 

즉시로딩은 지연로딩의 반대개념으로 실제 엔티티를 사용하지 않는 경우에도 엔티티를 조회할 때 연관된 엔티티를 함께 조회하는 방식입니다.

 

즉시로딩 사용 : 다중성 어노테이션에 fetch 속성을 FetchType.EAGER로 설정

@Entity
public class Member {
	...
    
    @ManyToOne(fetch = FetchType.EAGER)
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private Team team;
 	...   
}

실제 실행되는 SQL

select
    M.*,
    T.*
from Member M
	left outer join 
    Team T on 
	M.TEAM_ID = T.TEAM_ID 
where M.MEMBER_ID = 1L

• 즉시 로딩의 경우 즉시 로딩되는 엔티티들을 Join하며 한번의 쿼리를 실행합니다.
• 즉시 로딩의 경우 기본적으로 내부 조인(조건에 맞는 데이터만 추출 교집합)이 아닌 외부 조인(조건에 맞는 데이터든, 조건에 맞지 않는데이터든 합집합으로 추출)합니다.
  • 조건에 맞지 않는 경우 null 값으로 처리.
• 내부 조인이 외부 조인보다 성능이나 최적화면에서 유리하기 때문에 내부 조인을 사용하는 것이 좋습니다. 어떻게?
  • @JoinColumn의 nullable 속성을 false로 설정하면 내부조인을 사용합니다.

지연로딩 사용 : 다중성 어노테이션에 fetch 속성을 FetcchType.LAZY로 설정 

@Entity
public class Member {
	...
    
    @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY)
    @JoinColumn(name = "TEAM_ID")
    private Team team;
 	...   
}

 

Member member = em.find(Member.class, 1L);

• Team은 지연 로딩을 사용했기 때문에 member만 조회하고 팀은 조회하지 않습니다.
• 대신 team 멤버변수에 프록시 객체를 넣어 둡니다!

Team team = member.getTeam(); // 프록시 객체!

• team은 프록시 객체!

team.getName(); // 프록시 객체 초기화 호출해서 실제 팀 객체의 메소드 호출

• 이렇게 실제 호출이 일어나는 경우에만 프록시 객체를 통해 실제 객체를 사용해 로딩합니다.
• 프록시 객체 초기화 과정에서 select * from team where team_id = ? SQL이 실행됩니다. 

 

+지연로딩, 즉시로딩 기본 전략

연관된 엔티티가 하나인 경우 ( @ManyToOne, @OneToOne ) : 즉시로딩 사용
연관된 엔티티가 여러개인 경우 ( @ManyToMany, @OneToMany ) : 지연로딩 사용

연관되어 있는 엔티티가 컬렉션인 경우 성능저하 이슈로 즉시 로딩은 권장되지 않습니다. 
+ 컬렉션은 프록시 객체가 아닌 '컬렉션 래퍼'라는 프록시가 지연로딩을 처리해줍니다.

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<정리>

• 지연로딩 : 연관된 엔티티를 프록시로 조회. 프록시를 실제 사용할 때 초기화하면서 데이터베이스를 조회
• 즉시로딩 : 연관된 엔티티를 즉시 조회. (SQL JOIN 사용)
  • 즉시로딩은 기본적으로 항상 외부 조인을 사용하기 떄문에 성능 최적화를 위한 내부 조인을 사용하고싶으면 다중성 어노테이션에 nullable 속성을 false로 지정하면 됩니다.

<참고자료>

• 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍, 김영한