[JPA] 프록시와 연관관계 정리

JPA 스터디를 진행하며 작성한 글입니다.

 

프록시

• 엔티티를 조회할 때 연관된 엔티티들이 항상 사용되는 것은 아니다. 따라서 JPA는 이런 문제를 해결하려고 엔티티가 실제 사용될 때까지 데이터베이스 조회를 지연하는 방법을 사용하는데 이것을 지연 로딩이라고 한다.
• 지연 로딩 기능을 사용하려면 실제 엔티티 객체 대신에 데이터베이스 조회를 지연할 수 있는 가짜 객체가 필요한데 이것을 프록시 객체라 한다.

 

프록시 기초

엔티티를 실제 사용하는 시점까지 데이터베이스 조회를 미루고 싶으면 EntityManager.getReference() 메소드를 사용하면 된다.

Member member = em.getReference(Member.class, "id1");

 

프록시의 특징

프록시 클래스는 실제 클래스를 상속 받아서 만들어지므로 실제 클래스와 겉 모양이 같다.

프록시 객체는 실제 객체에 대한 참조(target)을 보관하며, 프록시 객체의 메소드를 호출하면 프록시 객체는 실제 객체의 메소드를 호출한다.

 

프록시 객체의 초기화

프록시 객체는 member.getName()처럼 실제 사용될 때 데이터베이스를 조회해서 실제 엔티티 객체를 생성하는데 이것을 프록시 객체의 초기화라고 한다.

 

Member member = em.getReference(Member.class, "id1");
member.getName();

 

 

1. 프록시 객체에 member.getName() 을 호출해서 실제 데이터를 조회한다.
2. 프록시 객체는 실제 엔티티가 생성되어 있지 않으면 영속성 컨텍스트에 실제 엔티티 생성을 요청하는데 이것을 초기화라 한다.
3. 영속성 컨텍스트는 데이터베이스를 조회해서 실제 엔티티 객체를 생성한다.
4. 프록시 객체는 생성된 실제 엔티티 객체의 참조를 Member target 멤버 변수에 보관한다.
5. 프록시 객체는 실제 엔티티 객체의 getName() 을 호출해서 결과를 반환한다.

 

프록시의 특징

• 프록시 객체는 처음 사용할 때 한 번만 초기화된다.
• 프록시 객체를 초기화한다고 프록시 객체가 실제 엔티티로 바뀌는 것은 아니다. 프록시 객체가 초기화되면 프록시 객체를 통해서 실제 엔티티에 접근할 수 있다.
• 프록시 객체는 원본 엔티티를 상속받은 객체이므로 타입 체크 시에 주의해서 사용해야 한다.
• 영속성 컨텍스트에 찾는 엔티티가 이미 있으면 데이터베이스를 조회할 필요가 없으므로 em.getReference()를 호출해도 프록시가 아닌 실제 엔티티를 반환한다.
• 초기화는 영속성 컨텍스트의 도움을 받아야 가능하다. 따라서 준영속 상태의 프록시를 초기화하면 org.hibernate.LazyInitializationException 예외를 발생시킨다.

 

프록시와 식별자

엔티티를 프록시로 조회할 때 식별자(PK) 값을 파라미터로 전달하는데 프록시 객체는 이 식별자 값을 보관한다.

Team team = em.getReference(Team.class, "team1"); //식별자 보관

 

프록시 객체는 식별자 값을 가지고 있으므로 식별자 값을 조회하는 team.getId()를 호출해도 프록시를 초기화하지 않는다.

team.getId(); //초기화되지 않음

 

단, 엔티티 접근 방식이 @Access(AccessType.PROPERTY)로 설정한 경우에만 초기화하지 않고, @Access(AccessType.FIELD)인 경우 프록시 객체를 초기화한다.

 

프록시 확인

• JPA가 제공하는PersistenceunitUtil.isLoaded(Object entity) 메소드를 사용하면 프록시 인스턴스의 초기화 여부를 알 수 있다.
• 아직 초기화하지 않은 프록시 인스턴스는 false를 반환한다.

 

 

즉시 로딩과 지연 로딩

즉시 로딩

• 엔티티를 조회할 때 연관된 엔티티도 함께 조회한다.
• 즉시 로딩을 사용하려면 @ManyToOne 의 fetch 속성을 FetchType.EAGER 로 설정하면 된다.
• 대부분의 JPA 구현체는 즉시 로딩을 최적화하기 위해 가능하면 조인 쿼리를 사용한다.

@ManyToOne(fetch = FetchType.EAGER) //즉시 로딩 설정
@JoinColumn(name = "TEAM_ID")
private Team team;

• 즉시 로딩은 외래 키의 NULL 값의 허용 여부에 따라 내부 조인 또는 외부 조인이 사용된다.
  • null 값을 허용하면 외부 조인을 사용한다.
  • null 값을 허용하지 않으면 내부 조인을 사용한다.

 

지연 로딩

• 연관된 엔티티를 실제로 사용할 때 조회한다.
• 지연 로딩을 사용하려면 @ManyToOne 의 fetch 속성을 FetchType.LAZY로 설정하면 된다.

@ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY) //지연 로딩 설정
@JoinColumn(name = "TEAM_ID")
private Team team;

• team.getName()을 호출하는 시점에 TEAM 엔티티를 조회한다. 그 전까지는 프록시 객체다.
• 조회 대상이 영속성 컨텍스트에 이미 있으면 프록시가 아닌 실제 객체가 사용된다.

 

지연 로딩 활용

프록시와 컬렉션 래퍼

@Entity
public class Member {

    @Id
    private String id;
    
    private String username;

    private Integer age;

    @ManyToOne(fetch = FetchType.EAGER)
    private Team team;

    @OneToMany(mappedBy = "member, fetch = FetchType.LAZY)
    private List<Order> orders;
}

 

 

주문 내역을 조회해보자.

 

Member member = em.find(Member.class, "member1");
List<Order> orders = member.getOrders();
System.out.println("orders = " + orders.getClass().getName());
// 출력 결과: orders = org.hibernate.collections.internal.PersistenBag

 

• 하이버네이트는 엔티티를 영속 상태로 만들 때 엔티티에 컬렉션이 있으면 원본 컬렉션을 하이버네이트가 제공하는 내장 컬렉션으로 변경하는데 이것을 컬렉션 래퍼라 한다.
• 출력 결과를 보면 컬렉션 래퍼인 org.hibernate.collections.internal.PersistenBag이 반환된 것을 확인할 수 있다.
• 위의 예제에서 주문내역과 같은 컬렉션은 컬렉션 래퍼가 지연 로딩을 처리해준다.
• 위 예제의 orders 는 초기화도지 않았다. 컬렉션은 member.getOrders().get(0)처럼 컬렉션에서 실제 데이터를 조회할 때 데이터베이스를 조회해서 초기화한다.

 

JPA 기본 페치 전략

fetch 속성의 기본 설정값은 다음과 같다.

• @ManyToOne, @OneToOne : 즉시 로딩
• @OneToMany, @ManyToMany : 지연 로딩

추천하는 방법은 모든 연관관계에 지연 로딩을 사용하는 것이다. 그리고 애플리케이션 개발이 어느 정도 완료단계에 왔을 때 실제 사용하는 상황을 보고 꼭 필요한 곳에만 즉시 로딩을 사용하도록 최적화하면 된다.

 

컬렉션에 즉시 로딩 사용 시 주의점

• 컬렉션을 하나 이상 즉시 로딩하는 것을 권장하지 않는다.
  • 테이블을 N, M 두 테이블과 일대다 조인하면 SQL 실행 결과가 N 곱하기 M이 되면서 너무 많은 데이터를 반환하게 되어 애플리케이션 성능이 저하될 수 있다.
• 컬렉션 즉시 로딩은 항상 외부 조인을 사용한다.
  • 회원 테이블과 팀 테이블을 조인할 때, 회원 테이블의 외래 키에 not null 속성을 넣으면 내부 조인을 사용해도 된다.
  • 그러나 팀 테이블에서 회원 테이블로 일대다 관계를 조인할 때 회원이 한 명도 없는 팀을 내부 조인하면 팀까지 조회되지 않는 문제가 발생한다.

 

 

영속성 전이: CASCADE

특정 엔티티를 영속 상테로 만들 때 연관된 엔티티도 함께 영속 상태로 만들고 싶으면 영속성 전이 기능을 사용하면 된다. JPA는 CASCADE 옵션으로 영속성 전이를 제공한다.

 

영속성 전이: 저장

@OneToMany(mappedBy = "parent", cascade = CasecadeType.PERSIST)
private List<Child> children = new ArrayList<>();

 

부모를 영속화할 때 연관된 자식들도 함께 영속화하라고 cascade = CasecadeType.PERSIST 옵션을 설정했다.

 

Child child1 = new Child();
Child child2 = new Child();

Parent parent = new Parent();
child1.setParent(parent);
child2.setParent(parent);
parent.addChild(child1);
parent.addChild(child2);

em.persist(parent);

 

위 예제와 같이 부모만 영속화하면 자식 엔티티까지 함꼐 영속화해서 저장한다.

 

영속성 전이: 삭제

@OneToMany(mappedBy = "parent", cascade = CasecadeType.REMOVE)
private List<Child> children = new ArrayList<>();

 

영속성 전이는 엔티티를 삭제할 때도 사용할 수 있다. cascade = CasecadeType.REMOVE 로 설정하고 아래 예제 처럼 부모 엔티티만 삭제하면 연관된 자식 엔티티도 함꼐 삭제된다.

 

em.remove(parent);

 

CASCADE 종류

• ALL
• PERSIST
• MERGE
• REMOVE
• REFRESH
• DETACH

PERSIST와 REMOVE는 플로시를 호출할 때 전이가 발생한다.

 

 

고아 객체

JPA는 부모 엔티티와 연관관계가 끊어진 자식 엔티티를 자동으로 삭제하는 기능을 제공하는데 이것을 고아 객체 제거라 한다.

 

@OneToMany(mappedBy = "parent", orphanRemoval = true)
private List<Child> children = new ArrayList<>();

 

고아 객체 제거 기능을 활성화하기 위해 컬렉션에 orphanRemoval = true 을 설정하면 된다.

 

Parent parent1 = em.find(Parent.class, id);
parent1.getChildren().remove(0);

 

위와 같이 children 컬렉션에서 엔티티를 제거하면 영속성 컨텍스트, 데이터베이스에서 삭제된다. 참고로 이 기능도 플로시 시점에 DELETE 쿼리가 실행된다.

 

정리

• 고아 객체 제거는 참조가 제거된 엔티티는 다른 곳에서 참조하지 않는 고아 객체로 보고 삭제하는 기능이다.
• 이 기능은 특정 엔티티가 개인이 소유하는 엔티티에만 이 기능을 적용해야 한다. 만약 삭제한 엔티티를 다른 곳에서도 참조한다면 문제가 발생할 수 있다. 따라서, orphanRemoval은 @OneToOne, @OneToMany에만 사용할 수 있다.
• CascadeType.REMOVE 를 설정한 것과 같다.

 

 

영속성 전이 + 고아 객체, 생명주기

만약 orphanRemoval 과 CascadeType.ALL 을 같이 사용하면 어떨까?

일반적으로 엔티티는 em.persist() 를 통해 영속화되고 em.remove() 를 통해 제거된다. 이것은 엔티티 스스로 생명 주기를 관리한다는 의미이다. 그런데 두 옵션을 모두 활성화하면 부모 엔티티를 통해서 자식의 생명주기를 관리할 수 있다.

예를 들어, 자식을 저장하려면 부모에 등록만 하면 된다(CASCADE).

 

Parent parent = em.find(Parent.class, parentId);
parent.addChild(child1);

 

자식을 삭제하려면 부모에서 제거하면 된다(orphanRemoval).

 

Parent parent = em.find(Parent.class, parentId);
parent.getChildren().remove(child1);

 

 

참고

• 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 김영한