[데이터베이스] 성능 관점에서 본 JOIN (속도 개선)

앞의 포스팅에서 JOIN을 하는 이유와 SQL 쿼리 실행 순서에 대해 알아보았습니다.

JOIN 순서의 중요성은 쿼리 최적화와 관련이 있습니다.

 

JOIN 순서의 중요성

데이터베이스 옵티마이저가 어떤 테이블을 먼저 읽고 조인할지를 결정하는데 영향을 미칩니다.

JOIN 순서를 최적화하면 데이터베이스 엔진이 더 효율적인 실행 계획을 수립할 수 있으며, 이는 전체적인 쿼리 성능에 영향을 미칩니다.

 

단순 JOIN 예시

간단한 예시를 통해 설명하겠습니다.

두 개의 테이블 A와 B가 있다고 가정해 보겠습니다.

A 테이블은 100개의 행을 가지고 있고 B 테이블은 100,000개의 행을 가지고 있다고 가정합니다.

두 타이블은 공통된 컬런인 `id`를 기준으로 조인됩니다.

 

SELECT *
FROM A
INNER JOIN B ON A.id = B.id;

 

1. B 테이블을 먼저 읽는 경우:
   • 데이터베이스 옵티마이저가 B 테이블을 먼저 읽고 그 결과에 A 테이블을 조인할 경우, B 테이블의 크기 때문에 많은 조인 조건을 만족하는 행이 존재할 것입니다.
   • 이 경우, 옵티마이저는 적은 수의 A 테이블 행을 가져와 B 테이블과 조인하면서 더 효율적인 결과를 얻을 수 있습니다.
2. A 테이블을 먼저 읽는 경우:
   • 반대로, A 테이블을 먼저 읽고 그 결과에 B 테이블을 조인할 경우, A 테이블의 크기가 작기 때문에 초기에 적은 수의 조인 조건을 만족하는 행을 가져올 것입니다.
   • 이 경우, B 테이블의 크기가 크더라도 처음에 가져오는 행이 적기 때문에 전체적으로 빠른 성능을 기대할 수 있습니다.

따라서, 어떤 테이블을 먼저 읽을지에 따라 조인 연산의 효율성이 달라질 수 있습니다.

데이터베이스 옵티마이저는 이러한 조건을 고려하여 최적의 실행 계획을 수립하려고 노력하지만, 때로는 쿼리를 최적화하기 위해 개발자가 명시적으로 JOIN 순서를 지정하는 것도 고려할 가치가 있습니다.

 

3개 이상의 JOIN 예시

JOIN을 여러 개 사용하는 쿼리에서 JOIN 순서는 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

예시로는 세 개의 테이블 A, B, C를 통해 JOIN 순서의 중요성을 살펴보겠습니다.

 

SELECT *
FROM A
JOIN B ON A.id = B.id
JOIN C ON B.id = C.id;

 

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1. A, B, C 테이블 크기:
   • A 테이블: 1,000 rows
   • B 테이블: 100,000 rows
   • C 테이블: 10 rows
2. 가능한 JOIN 순서:
   • A 테이블을 먼저 읽고 B 테이블과 조인한 후, 그 결과에 C 테이블을 조인할 수 있음.
   • B 테이블을 먼저 읽고 C 테이블과 조인한 후, 그 결과에 A 테이블을 조인할 수 있음.
   • C 테이블을 먼저 읽고 A 테이블과 조인한 후, 그 결과에 B 테이블을 조인할 수 있음.
3. JOIN 순서에 따른 영향:
   • A 테이블을 먼저 읽는 경우:
     • A 테이블의 크기가 작으므로 먼저 읽으면서 적은 수의 행을 가져오게 됩니다.
     • 그 후 B 테이블과 조인하면서 더 큰 결과 집합을 생성합니다.
     • 최종적으로 C 테이블과 조인하면서 결과를 축소합니다.
     • 여러 JOIN 중에 가장 큰 B 테이블과 조인할 때에 효과적일 수 있습니다.
   • B 테이블을 먼저 읽는 경우:
     • B 테이블의 크기가 크기 때문에 많은 행이 포함된 결과를 생성합니다.
     • 그 후 C 테이블과 조인하면서 결과를 축소합니다.
     • 마지막으로 A 테이블과 조인하면서 최종 결과를 생성합니다.
     • A 테이블의 크기가 작더라도 B 테이블이 크기 때문에 불필요한 조인이 많이 발생할 수 있습니다.
   • C 테이블을 먼저 읽는 경우:
     • C 테이블은 매우 작기 때문에 먼저 읽어도 효율적입니다.
     • 그 후 A 테이블과 조인하면서 결과를 확장합니다.
     • 마지막으로 B 테이블과 조인하면서 최종 결과를 생성합니다.
     • C 테이블이 작은 경우에는 이 방법이 효과적일 수 있습니다.

최적의 조인 순서 선택

주어진 테이블 크기를 고려하여 최적의 JOIN 쿼리를 만들기 위해서는 테이블 간의 조인 순서를 결정하는 것이 중요합니다.

각 테이블의 크기와 데이터 분포를 고려하여 효율적인 조인 순서를 찾아보겠습니다.

 

가장 큰 테이블 B와 가장 작은 테이블 C를 먼저 조인하고, 그 결과에 A 테이블을 조인하는 것이 효율적일 수 있습니다.

이는 B 테이블이 크기가 크고, C 테이블이 작기 때문에 C 테이블을 먼저 읽고 조인하면 비교적 적은 수의 행을 처리할 수 있기 때문입니다.

 

SELECT *
FROM B
JOIN C ON B.id = C.id
JOIN A ON B.id = A.id;

 

이 쿼리에서는 B 테이블을 기준으로 C 테이블을 먼저 조인하고, 그 결과에 A 테이블을 조인합니다.

이렇게 하면 처음에 B와 C의 작은 결과 집합을 생성하고, 그 다음에 A와 조인하므로 전체적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

 

그러나

항상 이렇게 정확한 순서가 최적일 것이라고 가정할 수 없습니다.

데이터베이스 옵티마이저는 쿼리 실행 계획을 수립할 때 여러 가지 요소를 고려하며 최적의 실행 순서를 선택하려고 노력합니다.

따라서 테이블 크기, 인덱스, 통계 정보 등을 기반으로 옵티마이저가 최적의 순서를 결정하도록 하는 것이 좋습니다.