목록 화면이 느릴 때 의심할 첫 번째 범인

목록을 그리는데 행마다 추가 쿼리가 나가는 N+1 문제. 왜 생기고 어떻게 탐지하며, 조인과 IN 배치로 어떻게 한 방에 묶는지 정리한다.

게시 2023/04/30

By 쿠오

5 분읽는 시간

이번 주는 목록 화면의 응답 속도를 손봤다. 데이터 100건인데 화면이 느리다면, 십중팔구 범인은 N+1 쿼리다.

N+1이 생기는 이유

목록을 가져오는 쿼리 1번(SELECT * FROM orders)으로 N개 주문을 얻는다. 그런데 각 주문마다 고객 이름을 보여줘야 해서, 행을 그리는 루프 안에서 SELECT * FROM users WHERE id = ?를 N번 더 날린다. 합쳐서 1 + N번. 이게 N+1이다.

flowchart TD
  A["SELECT * FROM orders (1번)"] --> B{"행마다 반복"}
  B --> C1["SELECT user WHERE id=1"]
  B --> C2["SELECT user WHERE id=2"]
  B --> C3["... id=N"]
  C1 & C2 & C3 --> D["총 1+N 쿼리"]

무서운 건 개발 환경에서 안 보인다는 점이다. 데이터 10건이면 11번 쿼리, 로컬 DB라 1ms씩. 체감이 안 된다. 운영에서 1000건·네트워크 왕복 2ms가 되면 2초가 그냥 사라진다. 쿼리 한 번의 비용이 SQL 실행 시간보다 왕복 지연(round-trip)에 지배되기 때문에, 쿼리 횟수 자체가 성능을 결정한다.

탐지 — 쿼리 횟수를 세라

N+1은 “느리다”가 아니라 “쿼리가 많다”로 잡는다. 핵심 지표는 요청당 쿼리 수다.

SQL 로깅을 켜고(MyBatis라면 매퍼 로그 DEBUG) 한 요청에서 같은 형태의 쿼리가 반복되는지 본다.
p6spy 같은 도구로 쿼리 횟수·시간을 집계한다.
통합 테스트에서 “이 엔드포인트는 쿼리 N번 이하”를 단언하는 회귀 테스트를 둔다.

목록 길이에 비례해 쿼리 수가 늘면 확정이다.

해결 1 — 조인으로 한 번에

연관 데이터가 1:1이거나 1:N이라도 행이 적으면 조인이 가장 단순하다.

  
SELECT o.id, o.amount, u.name AS user_name
FROM orders o
JOIN users u ON u.id = o.user_id;   -- 쿼리 1번

MyBatis라면 <resultMap>의 <association>/<collection>으로 조인 결과를 객체 그래프에 매핑한다.

해결 2 — IN 배치 (2번 쿼리)

1:N에서 자식 행이 많으면 조인은 부모 행이 자식 수만큼 뻥튀기되는 카티전 곱 문제가 있다. 이때는 부모를 먼저 가져오고, 모은 부모 ID로 자식을 IN 한 방에 가져온 뒤 메모리에서 묶는다. 1+N이 2번으로 줄어든다.

  
List<Order> orders = orderMapper.findPage(cond);          // 1번
List<Long> userIds = orders.stream()
        .map(Order::getUserId).distinct().toList();
Map<Long, User> users = userMapper.findByIds(userIds)     // 1번 (IN)
        .stream().collect(toMap(User::getId, u -> u));
orders.forEach(o -> o.setUser(users.get(o.getUserId())));

  
SELECT id, name FROM users WHERE id IN (1, 7, 12, ...);

운영 함정

IN 절 파라미터 폭발: ID가 수만 개면 IN 절이 비대해지고 일부 DB는 파라미터 개수 한계에 걸린다. 1000개 단위로 청크 분할한다.
조인 페이징의 행 증식: 1:N을 조인하고 LIMIT을 걸면 자식 행 기준으로 잘려 부모 개수가 틀어진다. 페이징은 부모 기준으로 먼저 하고 자식은 IN으로 채운다.
ORM의 지연 로딩이 N+1의 단골 원인이다. 목록에서 쓸 연관은 명시적으로 한 번에 가져온다.

면접 한 줄 Q&A

Q. N+1을 왜 로컬에선 못 잡나? A. 데이터가 적고 왕복 지연이 없어 체감되지 않는다. 쿼리 횟수로 탐지해야 한다.
Q. 조인과 IN 배치 중 뭘 쓰나? A. 1:1·소량은 조인, 1:N 대량은 행 증식을 피하려 부모/자식 분리 후 IN 배치다.

Database