[레일즈] Active Record Query Interface 3

액티브레코드 쿼리 인터페이스에서 계속해서 12 Joining Table 부터 알아보겠습니다.

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Joining Tables

액티브 레코드는 결과 SQL 에서 JOIN 절을 지정하는 두 가지 Finder 메소드인 join 과 left_outer_joins 를 제공합니다.

여기서 join 은 INER JOIN 또는 사용자 지정 쿼리에 사용되어야 하지만, left_outer_join 은 LEFT OUTER JOIN 을 사용하는 쿼리에 사용됩니다.

 

들어가기 전에, SQL의 join 개념에 대해 살펴보겠습니다.

 

join 이란,

둘 이상의 테이블을 연결해서 데이터를 검색하는 방법으로, 테이블을 연결하려면 테이블들이 적어도 하나의 컬럼을 공유하고 있어야 합니다. 이때, 이 공유하고 있는 칼럼을 PK 또는 FK 값으로 사용합니다.

 

아래 이미지는 SQL JOIN의 종류를 보여주는데요

지금은 개념적으로만 알아보고 SQL JOIN 의 종류와 사용법은 깔끔한 설명을 해주신 글을 첨부하겠습니다.

yoo-hyeok.tistory.com/98

 

 

위 글을 읽어보면, 서로 다른 테이블들이 동일한 컬럼을 갖고 있으면 그 컬럼을 통해 그 테이블들을 연결시켜준다고생각하면 이해가 쉽습니다.

 

Joins

다시 액티브 레코드 쿼리 인터페이스로 돌아와서, joins 메소드를 사용하는 방법에는 여러가지가 있는데요, 하나씩 보겠습니다.

 

Using a String SQL Fragment

joins 를 위해 JOIN 절을 특정하는 SQL 을 작성할 수 있습니다.

Author.joins("INNER JOIN posts ON posts.author_id = authors.id AND posts.published = 't'")

여기서는 posts.author_id = authors.id 라는 칼럼으로 join 했습니다.

 

이는 다음 SQL 문과 동일한 결과를 보여줍니다.

SELECT authors.* FROM authors INNER JOIN posts ON posts.author_id = authors.id AND posts.published = 't'

 

Using Array/Hash of Named Associations

액티브 레코드를 사용하면 join 메소드를 사용할 때 모델에 정의된 Associations 의 이름을 해당 연결에 대한 JOIN 절을 지정하는 바로가기로 사용할 수 있습니다.

 

예를 들어, 아래 Category, Article, Comment, Guest 와 Tag 모델을 보겠습니다.

class Category < ApplicationRecord
  has_many :articles
end
 
class Article < ApplicationRecord
  belongs_to :category
  has_many :comments
  has_many :tags
end
 
class Comment < ApplicationRecord
  belongs_to :article
  has_one :guest
end
 
class Guest < ApplicationRecord
  belongs_to :comment
end
 
class Tag < ApplicationRecord
  belongs_to :article
end

모델들의 관계를 보면,

category 에 articles 가 속해있고, article 에는 comments 와 tags 가 속해있습니다. 그리고 comment 는 하나의 guest 를 가지며, guest 는 comment 에 속해있습니다. 마지막으로 tag는 article 에 속해있습니다.

 

이제 INNER JOIN 을 사용해 다음 join 쿼리를 생성해봅니다.

 

Joining a Single Association

Category.joins(:articles)




SELECT categories.* FROM categories
  INNER JOIN articles ON articles.category_id = categories.id

이 두 코드는 모두, "article 이 있는 모든 Category 객체를 반환하라." 는 의미입니다.

이때, 둘 이상의 article 에 동일한 category 가 있다면 category 들이 중복으로 나오게 되는데, 중복을 제거하고자 한다면 Category.joins(:articles).distinct 를 사용하면 됩니다.

 

Board.joins(:comments)

 

Joining Multiple Associations

여러 Association를 조인하려면 다음과 같이 작성하면 됩니다.

Article.joins(:category, :comments)

이는 SQL에서 다음과 같습니다.

SELECT articles.* FROM articles
  INNER JOIN categories ON categories.id = articles.category_id
  INNER JOIN comments ON comments.article_id = articles.id

이 코드들을 해석하면, "category 와 최소한 하나 이상의 comment 가 있는 모든 articles 를 반환하라." 는 의미입니다.

이때도 마찬가지로 comment 가 여러개 있는 article 은 여러번 반환됩니다.

 

Board.joins(:user, :comments) 

user 와 하나 이상의 comments 를 가진 모든 board 를 반환하라.

Board.joins(:user, :comments)

 

Joinig Nested Associations (Single Level)

단일 수준의 nested 관계에서 조인입니다.

Article.joins(comments: :guest)

SELECT articles.* FROM articles
  INNER JOIN comments ON comments.article_id = articles.id
  INNER JOIN guests ON guests.comment_id = comments.id

이 코드는 "guest 에 의해 작성된 comment 를 가진 모든 article 을 반환하라." 는 의미입니다.

 

Board.joins(comments: :user)

 

Joining Nested Associations (Multiple Level)

다중 nested 관계에서 조인입니다.

Category.joins(articles: [{ comments: :guest }, :tags])

SELECT categories.* FROM categories
  INNER JOIN articles ON articles.category_id = categories.id
  INNER JOIN comments ON comments.article_id = articles.id
  INNER JOIN guests ON guests.comment_id = comments.id
  INNER JOIN tags ON tags.article_id = articles.id

이 코드는 "articles 중 guest 에 의해 작성된 comment 를 가진 article, tag 를 갖고 있는 article 을 가진 모든 category를 반환하라." 는 뜻입니다.

 

그리고 각 모델들은 각각의 id 로 연결되어 있습니다.

 

Specifying Conditions on the Joined Tables

우리는 배열과 문자열 조건들을 사용해 조인된 테이블에 조건을 지정할 수 있습니다. 해시 조건은 조인된 테이블의 조건을 지정하기 위한 특별한 구문을 제공합니다.

time_range = (Time.now.midnight - 1.day)..Time.now.midnight
Client.joins(:orders).where('orders.created_at' => time_range)

좀더 깔끔하게 작성하는 방법은 해시 조건을 중첩하는 것입니다.

time_range = (Time.now.midnight - 1.day)..Time.now.midnight
Client.joins(:orders).where(orders: { created_at: time_range })

이렇게 작성하면 BETWEEN SQL 표현을 사용해 어제 생긴 order 를 가진 모든 clients 들을 찾아낼 수 있습니다.

 

Board.joins(:comments).where('comments.created_at') 의 결과

 

 

left_outer_joins

연결된 레코드의 유무와 관계없이 레코드 집합을 선택하고자 하면 left_outer_joins 메소드를 사용합니다.

Author.left_outer_joins(:posts).distinct.select('authors.*, COUNT(posts.*) AS posts_count').group('authors.id')

SELECT DISTINCT authors.*, COUNT(posts.*) AS posts_count FROM "authors"
LEFT OUTER JOIN posts ON posts.author_id = authors.id GROUP BY authors.id

이 코드는 "author 가 갖고 있는 post 의 유무에 상관없이 posts 의 수로 author 를 반환하라." 는 의미입니다.

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Eager Loading Associations

eager loading 은 가능한 적은 쿼리를 사용해 Model.find 에 의해 반환된 객체의 관련 레코드를 불러오는 메커니즘입니다.

 

eager loading 이란 말 자체가 생소하기 때문에 또 찾아보겠습니다!

 

우선 로딩 방식에 즉시로딩(eager loading)과 지연로딩(lazy loading) 이 있는데, 즉시 로딩이란 어떤 객체를 조회할 때 그 객체와 연관된 객체들을 한번에 가져오는 것이고, 지연로딩이란 객체를 조회할 때 그 객체만 가져오고 연관된 객체들은 프락시 초기화 방법으로 가져온다고 합니다.

 

관련 글을 첨부합니다!

sun-22.tistory.com/72

 

다시 액티브 레코드로 돌아가서, 

 

N+1 queries problem

아래 코드를 보면 10개의 clients 를 찾아 그들의 postcodes 를 출력합니다.

clients = Client.limit(10)
 
clients.each do |client|
  puts client.address.postcode
end

이 코드는 처음 보기에 괜찮아 보입니다. 하지만, 그러나 실행된 쿼리의 총 수에 문제가 있습니다. 위 코드는 1 (10개의 clients 찾기) + 10(address 를 로드하기 위해 각 client 당 하나 씩) = 총 11개의 쿼리를 실행합니다.

 

이러한 방법은 한번의 호출로 n 개의 모델을 가져온 뒤 n 개의 모델을 순회하면서 각각 모델에 관련된 모델에 접근할 때, 또다시 DB 에 호출하기 때문에 이때 n 번 호출하게 되어 어플리케이션 성능을 저하시킵니다.

 

Solution to N + 1 queries problem

액티브 레코드를 사용하면 조회될 모든 Associations을 사전에 지정할 수 있습니다. 이것은 Model.find 호출의 include 메소드를 활용하는 것입니다. include 메소드를 사용하면 액티브 레코드가 가능한 최소 쿼리 수를 사용해 지정된 모든 연결을 로드합니다.

 

위 경우를 다시보면, Client.limit(10)가 address 를 eager load 하도록 다시 작성할 수 있습니다.

clients = Client.includes(:address).limit(10)
 
clients.each do |client|
  puts client.address.postcode
end

위 코드는 이전 코드에서 실행했던 11개의 쿼리가 아니라 2개의 쿼리만 실행합니다.

SELECT * FROM clients LIMIT 10
SELECT addresses.* FROM addresses
  WHERE (addresses.client_id IN (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10))

 

Eager Loading Multiple Associations

액티브 레코드를 활용하면 include 메소드에 배열, 해시 또는 배열/해시의 중첩 해시를 사용해 단일 Model.find 호출에 대한 모든 Associations 를 로드할 수 있습니다.

 

Array of Multiple Associations

Article.includes(:category, :comments)

이 코드는 모든 article 과 각 article 에 연관된 category 와 comments 를 불러옵니다.

 

Nested Associations Hash

Category.includes(articles: [{ comments: :guest }, :tags]).find(1)

이 코드는 id 가 1인 category 를 찾고 관련된 모든 article, 관련 article 의 tag와 comments 그리고 모든 comments 의 guest 연결을 로드합니다.

 

Specifying Conditions on Eager Loaded Associations

액티브 레코드를 통해 joins 와 마찬가지로 즉시 로딩 되는 연결들에 대한 조건을 지정할 수 있지만, 그보다는 joins 을 사용하는 것을 추천합니다.

그러나, 이 작업을 수행하는 경우에는 일반적으로 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

Article.includes(:comments).where(comments: { visible: true })

이는 LEFT OUTER JOIN 을 포함하는 쿼리를 생성하는 반면, joins 메소드는 INNER JOIN 함수를 사용해 쿼리를 생성합니다.

SELECT "articles"."id" AS t0_r0, ... "comments"."updated_at" AS t1_r5 FROM "articles" LEFT OUTER JOIN "comments" ON "comments"."article_id" = "articles"."id" WHERE (comments.visible = 1)

만약 where 조건이 없는 경우, 이 코드는 두 쿼리의 일반 집합을 생성합니다.

 

이렇게 where 을 사용하는 것은 오직 해시를 전달할 경우에만 작동합니다. SQL-fragments 에서는 references를 사용해 joins 된 테이블을 강제로 실행해야 합니다.

Article.includes(:comments).where("comments.visible = true").references(:comments)

include 쿼리를 사용하는 경우, 만약 articles에 대한 comments 가 없으면 모든 articles 가 계속해서 로드됩니다. 조인(INNER JOIN)을 사용한다면 join 조건이 일치해야 하고, 그렇지 않으면 레코드가 반환되지 않습니다.

 

Association 이 조인의 일부로 즉시로드 되는 경우, 로드된 모델에는 사용자 지정 선택 절의 필드가 표시되지 않습니다. 왜냐하면 이 필드들이 부모 레코드에 나와야 할지 자식 레코드에 나와야 할지 모호하기 때문입니다.

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오늘도 계속해서 레일즈 가이드의 액티브 레코드 쿼리 인터페이스를 살펴보았습니다. 모르는 부분이 계속 쏟아져 나오지만 하나씩 찾아가는 재미도 있네요!