N+1 쿼리를 수정하고 Eloquent를 최적화하려면 어떻게 해야 하나요?

Question

Accepted Answer

**N+1 쿼리 문제** — 루프에서 관계에 접근할 때 레코드당 하나의 별도 쿼리를 트리거하는 문제 — 는 가장 일반적인 Eloquent 성능 문제입니다. `with()`를 사용한 **Eager loading**이 주요 해결책이며, 다른 최적화(열 선택, 청킹, 인덱싱)와 함께 사용됩니다.

## N+1 문제 및 해결 방법

```php
// ❌ N+1: 1 query for posts + 1 query PER post to load its author
$posts = Post::all();                         // 1 query
foreach ($posts as $post) {
    echo $post->author->name;                  // +1 query EACH → 100 posts = 101 queries!
}

// ✅ eager load with with() → 2 queries total (posts + all authors)
$posts = Post::with('author')->get();
foreach ($posts as $post) {
    echo $post->author->name;                  // no extra queries — authors prefetched
}
```

**`with()`**는 관계를 미리 로드하여(관계당 하나의 추가 쿼리 대신 레코드당 하나), 101개의 쿼리를 2개로 변환합니다 — 엄청난 개선입니다. 이것은 필수적인 Eloquent 최적화입니다.

## Eager loading 변형

```php
Post::with(['author', 'comments'])->get();        // multiple relationships
Post::with('comments.user')->get();                // nested
Post::with(['comments' => fn($q) => $q->latest()])->get();   // constrained
User::withCount('posts')->get();                   // count without loading (post_count)
```

## N+1 자동 감지

```php
// in development, make lazy loading THROW so you catch N+1 problems early
Model::preventLazyLoading();    // in a service provider (dev)
// or use Laravel Debugbar / Telescope to see query counts per request
```

**Debugbar/Telescope** 같은 도구는 페이지당 쿼리 수를 표시하고(N+1을 시각적으로 발견), `preventLazyLoading()`은 우발적인 lazy loading을 개발 중에 오류로 변환합니다.

## 다른 Eloquent 최적화

```php
User::select('id', 'name')->get();             // fetch only needed columns
User::chunk(1000, fn($users) => ...);           // process huge sets in batches (memory)
User::cursor();                                  // lazy iteration — constant memory
// + add database INDEXES on filtered/joined columns (the biggest DB-level win)
// + use the query builder / database aggregation instead of PHP loops over collections
```

## 왜 중요한가

N+1 쿼리 수정 및 Eloquent 최적화는 Laravel 애플리케이션의 중요한 성능 지식입니다 — **N+1 쿼리 문제는 Laravel의 가장 일반적이고 영향력 있는 성능 문제입니다**이며, 이를 예방하는 방법을 이해하는 것은 필수입니다.

문제는 Eloquent의 편리한 관계 접근(`$post->author`)이 매번 조용히 데이터베이스 쿼리를 트리거하기 때문에 은폐되어 있으므로, 적은 데이터로 잘 작동하는 코드가 데이터 증가에 따라 급격히 성능이 저하됩니다(100개 레코드가 101개 쿼리가 되어), 종종 프로덕션의 부하에서만 발견됩니다. **`with()`를 사용한 Eager loading**은 필수 해결책입니다 — 레코드당 하나의 쿼리 대신 몇 개의 쿼리로 관계를 미리 로드합니다 — 그리고 그 변형(다중, 중첩, 제약 eager load, `withCount`)을 아는 것은 일반적인 요구 사항을 다룹니다.

equally 중요한 것은 **N+1 문제를 감지하는 방법**을 아는 것입니다(쿼리 수를 보기 위한 Debugbar/Telescope, 개발 중에 우발적인 lazy load를 오류로 변환하는 `preventLazyLoading()`), 그래서 프로덕션 전에 찾을 수 있습니다.

N+1 외에도, 다른 최적화 — 필요한 열만 선택, 메모리를 소진하지 않고 대용량 데이터 세트를 처리하기 위한 **청킹/커서**, PHP 측 컬렉션 처리보다 데이터베이스 집계, 그리고 결정적으로 필터링/조인된 열에 대한 **인덱싱**(종종 가장 큰 데이터베이스 레벨 이점) — 은 툴킷을 완성합니다.

이들을 이해하는 것 — 특히 eager loading을 사용한 N+1을 인식하고 수정하는 것 — 은 성능이 우수한 Laravel 애플리케이션을 작성하는 개발자와 데이터 증가에 따라 응용 프로그램이 느려지는 개발자를 구분하는 중요한 고급 레벨의 지식이며, 확장 가능한 응용 프로그램을 구축하기 위한 자주 관련성이 있는 높은 가치의 주제입니다.