참조: Real MySQL(도서)

HDD와 SSD,랜덤 IO/순차 IO

인덱스의 종류를 살펴보기 전 HDD와 SSD,랜덤 IO/순차 IO에대해 간략하게 알아보자

컴퓨터에서 CPU나 메모리같은 장치들은 대부분 전자식 장치이지만 디스크 드라이브는 기계식 장치다. 그래서 데이터베이스 서버에서 디스크 장치가 병목지점이 된다. 이러한 기계식 디스크 드라이브를 대체하기 위해 나온 것이 SSD이다.

SSD는 기존의 디스크 드라이브에서 데이터 저장용 플래터를 제거하고 대신 플래시 메모리를 장착하고 있다. 그래서 디스크 원판을 기계적으로 회전시킬 필요가 없으므로 빠르게 데이터를 읽고 쓸 수 있다. 그리고 플래시 메모리는 전원이 공급되지 않아도 데이터가 삭제 되지않는다

속도
CPU>RAM>SSD>HDD

디스크의 헤더를 움직이지 않고 한번에 많은 데이터를 읽는 순차I/O에서는 SSD가 디스크 드라이브보다 조금 빠르거나 거의 비슷한 성능을 보이기도 한다. 하지만 SSD의 장점은 기존의 디스크 드라이브보다 랜덤I/O가 훨씬 빠르다는 것이다. 다만, 데이터베이스 서버에서 순차I/O작업의 비중은 적은 편이고 랜덤I/O를 통해 작은 데이터를 읽고 쓰는 작업이 대부분이므로 DBMS에서 HDD보다 SSD가 더 최적이라고 볼 수 있다.

랜덤I/O,순차I/O

3개의 페이지(16KBx3)를 가져와야 한다고 가정해보자

순차I/O는 1번의 시스템 콜을 요청하지만 랜덤I/O는 3개의 페이지를 디스크에 기록하기위해 3번의 시스템 콜을 해야한다. 즉, 디스크에 기록해야 할 위치를 찾기 위해 순차I/O는 디스크의 헤드를 1번 움직였고, 랜덤I/O는 디스크 헤드를 3번 움직인 것이다. 디스크에 데이터를 읽고 쓰는 데 걸리는 시간은 디스크 헤더를 움직여서 읽고 쓸 위치로 옮기는 단계에서 결정된다. 결국 위와 같은 경우에 순차I/O는 랜덤I/O보다 3배 빠르다고 볼 수 있다. 즉, 디스크의 성능은 디스크 헤더의 위치 이동 없이 얼마나 많은 데이터를 한번에 기록하느냐에 의해 결정 된다고 볼 수 있다. 그래서 여러 번 쓰기 또는 읽기를 요청하는 랜덤 I/O작업이 훨씬 작업의 부하가 커지는 것이다.

요약

• n개의 페이지를 기록할때 순차I/O는 시스템콜 1번 랜덤I/O는 n번의 시스템콜 발생

• 디스크에 기록해야 할 위치를 찾기 위해 순차I/O는 디스크의 헤드를 1번 움직였고, 랜덤I/O는 디스크 헤드를 n번 움직인 것이다.

• 디스크에 데이터를 읽고 쓰는 데 걸리는 시간은 디스크 헤더를 움직여서 읽고 쓸 위치로 옮기는 단계에서 결정된다.

• 그러므로 여러 번 쓰기 또는 읽기를 요청하는 랜덤 I/O작업이 훨씬 작업의 부하가 커진다.

인덱스

인덱스란 지정한 컬럼을 기준으로 메모리영역에 일종의 목차를 만드는 것이다.

인덱스의 종류

• primary: 중복되지 않는 유일한 키

• normal: 중복을 허용하는 인덱스

• unique: 중복을 허용하지 않는 유일한 키

• foreign: 다른 테이블과의 관계성을 부여하는 키

primary key

• 테이블 전체를 통틀어 중복되지 않는 값을 지정해야한다.

• 테이블마다 딱 하나의 primary key를 가질 수 있다.

unique key

• 테이블 전체를 통틀어 중복되지 않는 값을 지정해야한다.

• 여러개의 unique key를 지정할 수 있다.

normal key

• 중복을 허용한다.

• primary,unique보다 속도가 느리다.

• 여러개의 키를 지정할 수 있다.

Foreign key

• join등으로 다른 DB와 관계를 맺는 경우 다른 테이블의 pk를 참조하는 컬럼이다.

• 논리적,물리적으로 다른 테이블과 연결을 맺는 경우를 말하며 제약조건으로 역할을 할 수 도 있다.

  • restrict: fk관계를 맺고 있는 데이터의 row의 변경,삭제를 막는다.

  • cascade: fk와 관계를 맺은 상대 pk를 직접 연결해서 삭제또는 변경시 상대 key값도 삭제,갱신 시킬 수 있다.