프록시

객체는 객체 그래프로 연관된 객체들을 탐색한다. 그런데 객체가 데이터베이스에 저장되어 있으므로 연관된 객체를 마음껏 탐색하기는 어렵다. JPA 구현체들은 이 문제를 해결하려고 프록시라는 기술을 사용한다. 프록시를 사용하면 연관된 객체를 처음부터 데이터베이스에서 조회하는 것이 아니라, 실제 사용하는 시점에 데이터베이스에서 조회할 수 있다. 하지만 자주 함께 사용하는 객체들은 조인을 사용해서 함께 조회하는것이 효과적이다. JPA는 즉시 로딩과 지연 로딩이라는 방법으로 둘을 모두 지원한다. 

 

프록시

엔티티를 조회할 때 연관된 엔티티들이 항상 사용되는 것은 아니다. 예를 들어 회원 엔티티를 조회할 때 연관된 팀 엔티티는 비즈니스 로직에 따라 사용될 때도 있지만 그렇지 않을 때도 있다.

//회원 엔티티
@Entity
public class Member {

   private String username;
   
   @ManyToOne
   private Team team;
   
   public Team getTeam() {
      return team;
   }
   
   public String getUsername() {
      return username;
   }
   ...
}

//팀 엔티티
@Entity
public class Team {
   
   private String name;
   
   public String getName() {
      return name;
   }
   ...
}

//회원과 팀 정보를 출력하는 비즈니스 로직
public void printUserAndTeam(String memberId) {
   Member member = em.find(Member.class, memberId);
   Team team = member.getTeam();
   System.out.println("회원 이름: " + member.getUsername());
   System.out.println("소속팀: " + team.getName());
}

//회원 정보만 출력하는 비즈니스 로직
public String printUser(String memberId) {
   Member member = em.find(Member.class, memberId);
   System.out.println("회원 이름: " + member.getUsername());
}

printUserAndTeam() 메소드는 memberId로 회원 엔티티를 찾아서 회원은 물론이고 회원과 연관된 팀의 이름도 출력한다. 반면에 printUser() 메소드는 회원 엔티티만 출력하는 데 사용하고 회원과 연관된 팀 엔티티는 전혀 사용하지 않는다.

printUser() 메소드는 회원 엔티티만 사용하므로 em.find()로 회원 엔티티를 조회할 때 회원과 연관된 팀 엔티티(Member.team)까지 데이터베이스에서 함께 조회해 주는 것은 효율적이지 않다.

JPA는 이런 문제를 해결하려고 엔티티가 실제 사용될 때까지 데이터베이스 조회를 지연하는 방법을 제공하는데 이것을 지연로딩이라 한다. 쉽게 이야기해서 team.getName()처럼 팀 엔티티의 값을 실제 사용하는 시점에 데이터베이스에서 팀 엔티티에 필요한 데이터를 조회하는 것이다. 이 방법을 사용하면 printUser() 메소드는 회원 데이터만 데이터베이스에서 조회해도 된다.

그런데 지연 로딩 기능을 사용하려면 실제 엔티티 객체 대신에 데이터베이스 조회를 지연할 수 있는 가짜 객체가 필요한데 이것을 프록시 객체라 한다.

 

프록시 기초

JPA에서 식별자로 엔티티 하나를 조회할 때는 EntityManager.find()를 사용한다. 이 메소드는 영속성 컨텍스트에 엔티티가 없으면 데이터베이스를 조회한다.

Member member = em.find(Member.class, "member1");

이렇게 엔티티를 직접 조회하면 조회한 엔티티를 실제 사용하든 사용하지 않든 데이터베이스를 조회하게 된다. 엔티티를 실제 사용하는 시점까지 데이터베이스 조회를 미루고 싶으면 EntityManager.getReference() 메소드를 사용하면 된다.

Member member = em.getReference(Member.class, "member1");

 

 

이 메소드를 호출할 때 JPA는 데이터베이스를 조회하지 않고 실제 엔티티 객체도 생성하지 않는다. 대신에 데이터베이스 접근을 위임한 프록시 객체를 반환한다.

프록시 조회

▼ 프록시의 특징

프록시 클래스는 실제 클래스를 상속 받아서 만들어지므로 실제 클래스와 겉 모양이 같다. 따라서 사용하는 입장에서는 이것이 진짜 객체인지 프록시 객체인지 구분하지 않고 사용하면 된다.

프록시 구조

프록시 객체는 실제 객체에 대한 참조(target)을 보관한다. 그리고 프록시 객체의 메소드를 호출하면 프록시 객체는 실제 객체의 메소드를 호출한다. 

프록시의 위임

 

▼ 프록시 객체의 초기화

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

//프록시객체 초기화 예제
//MemberProxy 반환
Member member = em.getReference(Member.class, "id1");
member.getName(); //1.getName();

//프록시 클래스 예상 코드
class MemberProxy extends Member {
   
   Member target = null; //실제 엔티티 참조
   
   public String getName() {
      if(target == null) {
         //2.초기화 요청
         //3.DB 조회
         //4.실제 엔티티 생성 및 참조 보관
         this.target = ...;
      }
      
      //5.target.getName();
      return target.getName();
   }
}

프록시 초기화

1. 프록시 객체에 member.getName() 을 호출해 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 멤버변수에 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 영속성 컨텍스트의 도움을 받을 수 없는 준영속 상태의 프록시를 초기화하면 문제가 발생한다.

▼ 준영속 상태와 초기화

//MemberProxy 반환
Member member = em.getReference(Member.class, "id1");
transaction.commit();
em.close(); //영속성 컨텍스트 종료

member.getName(); //준영속 상태 초기화 시도
                  //org.hibernate.LazyInitializationException 예외 발생

em.close() 메소드로 영속성 컨텍스트를 종료해서 member는 준영속 상태다. Member.getName() 을 호출하면 프록시를 초기화해야 하는데 영속성 컨텍스트가 없으므로 실제 엔티티를 조회할 수 없다. 따라서 예외가 발생한다.

 

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
team.getId(); //초기화 되지 않음. 단순히 식별자 값을 반환하므로, 프록시 객체가 초기화 되지 않아도 정상적으로 동작

프록시 객체는 식별자를 가지고 있으므로 식별자 값을 조회하는 team.getId()를 호출해도 프록시를 초기화하지 않는다. 단 엔티티 접근 방식을 프로퍼티(@Access(AccessType.PROPERTY))로 설정한 경우에만 초기화하지 않는다. 프록시 객체가 초기화되는 시점은 getId() 메서드가 호출될 때가 아니라 다른 필드나 메서드에 접근하는 시점이다. 그러면 프록시 객체가 초기화되고, 실제 데이터베이스 조회가 발생한다.

엔티티의 접근 방식을 필드(@Access(AccessType.FIELD))로 설정하면 JPA는 getId() 메소드가 id만 조회하는 메소드인지 다른 필드까지 활용해서 어떤 일을 하는 메소드인지 알지 못하므로 프록시 객체를 초기화한다.

프록시는 연관관계를 설정할 때 유용하게 사용할 수 있다.

Member member = em.find(Member.class, "member1");
Team team = em.getReference(Team.class, "team1"); //SQL을 실행하지 않음
member.setTeam(team);

연관관계를 설정할 때는 식별자 값만 사용하므로 프록시를 사용하면 데이터베이스 접근 횟수를 줄일 수 있다. 참고로 연관관계를 설정할 때는 엔티티 접근방식을 필드로 설정해도 프록시를 초기화 하지 않는다.

 

프록시 확인

JPA가 제공하는 PersistenceUnitUtil.isLoaded(Object entity) 메소드를 사용하면 프록시 인스턴스의 초기화 여부를 확인할 수 있다. 아직 초기화되지 않은 프록시 인스턴스는 false를 반환한다. 이미 초기화되었거나 프록시 인스턴스가 아니면 true를 반환한다.

boolean isLoad = emf.getPersistenceUnitUtil().isLoaded(entity);

조회한 엔티티가 진짜 엔티티인지 프록시로 조회한 것인지 확인하려면 클래스명을 직접 출력해보면 된다. 클래스 명 뒤에 ..javassist..라 되어있는데 이것으로 프록시인 것을 확인할 수 있다. 프록시를 생성하는 라이브러리에 따라 출력 결과는 달라질 수 있다.

System.out.println("memberProxy = " + member.getClass().getName());
//결과: memberProxy = com.example.model.Member_$$_javassist_0

cf) 프록시 강제 초기화

하이버네이트의 initialize() 메소드를 사용하면 프록시를 강제로 초기화할 수 있다.

org.hibernate.Hibernate.initialize(order.getMember()); //프록시 초기화