[JPA] Fetch Join 할 때 MultipleBagFetchException 해결하는 법

Spring Data JPA에서 MultiBagFetchException 해결하기

이번 글에서는 JPA를 사용한지 얼마 안된 초보자 입장에서 겪은 어려움을 공유하고 어떻게 해결해나갔는지 공유하며 생각을 정리해보려 합니다.

 

위의 화면에 대한 API를 만들어야 하는 상황입니다. 위의 뷰에서는 내가 팔로우 하고 있는 사람이 작성한 게시글이 나타나야 합니다.

 

 

View를 보면서 DB Table을 간단하게 같이 보겠습니다.

• 하나의 게시글 : 여러 장의 사진 (1 : N)
• 하나의 게시글 : 여러 개의 가게 평가 해시 태그 (1 : N)
• 하나의 게시글 : 같이 가게를 간 사람들의 닉네임 (1 : N)

 

위의 조건에 해당하는 데이터를 다 가져와야 하나의 Post(게시글)을 보여줄 수 있습니다. 즉, JOIN이 꽤 많이 들어가는 작업이 필요한데요. 그래서 일단 Post Entity를 먼저 살펴보겠습니다.

 

Post Entity를 보면 위에서 말한 것처럼 Post와 @OneToMany 관계인 Entity가 3개 존재하는 것을 볼 수 있습니다. (참고로 모든 참조 관계는 LAZY Loading 입니다.)

 

 

원래는 내가 팔로우하고 있는 유저들이 작성한 게시글을 들고와야 하지만, 지금은 이게 중요한 건 아니기에 findAll()로 전체 게시글을 다 가져오는 것으로 예제 코드를 작성하였습니다.

 

그리고 DTO 내부에서 from 메소드의 역할을 Entity -> DTO로 변환하는 작업을 진행합니다. 즉, 현재 모든 FetchType은 Lazy Loading이고, DTO from 메소드를 통해서 Entity -> DTO로 변환하고 있는 상황입니다. 이런 상태에서 실행했을 때 쿼리가 몇 번 실행되는지 알아보겠습니다.

 

 

 

쿼리가 나가는 상황을 요약하면 아래와 같습니다.

• post.findAll() 쿼리 실행 => (id 1, 2, 3) 반환 => 쿼리 1번 수행
• post에 해당하는 with_user 가져오기 => 쿼리 3번 실행
• post에 해당하는 post_image 가져오기 => 쿼리 3번 실행
• post에 해당하는 post_evaluate 가져오기 => 쿼리 3번 실행

 

위와 같이 쿼리가 실행되고 있습니다. 즉, 게시글이 현재는 3개여서 3번씩 반복이 되었지만, 게시글이 훨씬 더 많다면 훨씬 더 많은 쿼리가 실행되었을 것입니다.

 

그래서 fetch join을 사용하여 위에서 발생하는 N + 1 문제를 해결하기 위해 사용하였습니다. 그런데 위와 쿼리를 보면 빨간 네모의 fetch join이 @OneToMany 관계를 가지고 있고 @OneToMany 관계 2번을 fetch join으로 한번에 사용하고 있는 것을 볼 수 있습니다.

 

이 상태로 실행하면 MultipleBagFetchException이 발생하는 것을 볼 수 있습니다. 이렇게 N + 1 문제를 해결하기 위해 fetch join을 사용하면 MultipleBagFetchException을 만나게 됩니다. 즉, 이러한 문제는 2개 이상의 OneToMany 자식 테이블에 Fetch Join을 사용했을 때 발생합니다.

 

JPA에서 Fetch Join의 특징은 아래와 같습니다.

• OneToOne, ManyToOne는 몇개든 사용 가능합니다.
• ManyToMany, OneToMany는 1개만 사용 가능합니다.

 

그래서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 아래와 같은 방법들이 존재합니다.

• 자식 테이블 하나만 Fetch Join을 걸고 나머지는 Lazy Loading
• 모든 자식 테이블을 다 Lazy Loading으로(위에서 보았던 예제)
• Fetch Join을 나누어서 실행한 후에 조합하기

 

하지만 모든 방법 다 데이터가 많아진다면 Lazy Loading 부분에서 쿼리가 정말 많이 나간다면 성능 이슈가 생길 방법들이라고 생각합니다.

 

그래서 저는 첫 번째 방법이 그나마 낫다고 생각해서 Post - User - PostEvaluates만 Fetch Join을 사용해서 가져오고 나머지 PostImage, UserWith는 Lazy Loading으로 설정하고 이 부분에선 N + 1 문제를 안고 가려고 이것도 시도해보았습니다. (Post - User는 N : 1이기 때문에 같이 Fetch Join을 사용할 수 있습니다.)

 

여기서 Fetch Join을 통해서 Post - User - Evaluate를 한번에 가져온 것을 볼 수 있습니다.

 

그런데 Fetch Join으로 가져오지 못한 나머지 부분은 Post 수 만큼 위의 쿼리를 반복하게 됩니다. 즉, Lazy Loading 부분에서는 Entity- > DTO로 변환하면서 N + 1 쿼리를 안고 가야 합니다. Fetch Join도 DB 서버에 부하를 주는 것일 수 있기 때문에 이것도 하나의 방법일 수 있습니다. 하지만 그럼에도 N + 1 쿼리를 안고가는건 조금 부담이 될 수 있어 좀 더 좋은 방법을 정리해보려 합니다.

Hibernate default_batch_fetch_size 사용하기

이건 김영한님 JPA 강의 에서도 소개해주신 적이 있고, Jojoldu님이 아주 좋은 내용을 정리 해주신 것 이 있습니다.

 

다시 한번 N + 1 문제를 정리하고 가면 위의 그림 처럼 하나의 게시글이 여러 장의 사진, 여러 개의 해시 태그를 가지다 보니 Post(부모 엔티티)의 Key를 자식 엔티티들을 조회로 사용하다 보니 N + 1 쿼리가 발생하는 상황인데요.

 

default_batch_fetch_size를 사용하면 기존에 쿼리를 나눠서 실행해서 발생했던 N + 1 문제를 해당 옵션에 지정된 수 만큼 IN 절에 부모 키를 사용해서 한번에 가져오기 때문에 성능 향상을 할 수 있습니다.

 

spring:
  jpa:
    show-sql: true
    properties:
      hibernate.default_batch_fetch_size: 1000
      hibernate:
        format_sql: true
      javax:
        persistence:
          sharedcache:
            mode: ENABLE_SELECTIVE

    generate-ddl: true
    hibernate:
      ddl-auto: update

JPA 관련 설정 application.yml 파일 입니다.

 

그리고 위에서 보았던 자식 테이블 하나만 Fetch Join을 걸고 나머지는 Lazy Loading 예시 코드 그대로 default_batch_fetch_size 설정만 해놓고 실행하면 위와 같이 IN을 사용해서 쿼리가 실행되는 것을 볼 수 있습니다. 즉, default_batch_fetch_size 옵션을 사용하지 않았다면 게시글이 100개만 되어도 300번, 300번 총 600번 쿼리가 실행되었을 것입니다.

 

그런데 현재 default_batch_fetch_size를 1000으로 주었기 때문에 이번엔 2번 쿼리로 다 가져올 수 있습니다. 엄청난 차이가 있는 것을 볼 수 있습니다.

Tip)

보통 옵션값을 1,000 이상 주지는 않습니다.

in절 파라미터로 1,000 개 이상을 주었을때 너무 많은 in절 파라미터로 인해 문제가 발생할수도 있기 때문입니다.

지금 옵션은 1000으로 두었기 때문에 Store가 1000개를 넘지 않으면 단일 쿼리로 수행 된다는 장점도 있습니다.

 

Tip)

같은 방법으로 Fetch 적용시 발생하는 페이징 문제도 동일하게 해결됩니다.

1 : N 관계에서의 페이징 문제는 Join으로 인해 1에 대한 페이징이 정상작동 하지 않기 때문입니다.

Reference

• https://jojoldu.tistory.com/457