[TIL] DB 인덱스 내부 동작 원리

[yunyoung1819]

Date

• 2023.10.22

Title

DB 인덱스 내부 동작 원리

Description

인덱스(Index)

• 인덱스(Index)는 **RDBMS(관계형 데이터베이스 관리 시스템)**에서 테이블에 대한 검색 속도를 높여주는 자료 구조
• 테이블 내에 1개 컬럼 혹은 여러 개 컬럼을 이용하여 생성
• 특정 테이블의 컬럼을 인덱싱(indexing)하면 검색할 때 테이블의 레코드를 전부 확인하는 것이 아니라 인덱싱 되어 있는 자료구조를 통해 검색되기 때문에 검색 속도가 빨라짐

인덱스가 동작하는 과정

• 인덱스에는 여러가지 유형이 있지만 그중에서도 많이 사용되는 인덱스 구조는 B+TREE 구조이다.
• 인덱스가 생성되었다면 SELECT 쿼리문에서 Index 생성 컬럼을 WHERE 조건으로 걸거나, Index 컬럼으로 Order By에 의한 Sort를 적용하는 등의 작업을 하면 옵티마이저에서 판단하여 생성된 인덱스를 적용하여 SELECT 문이 실행된다.
  • 옵티마이저(Optimizer): 옵티마이저는 가장 효율적인 방법으로 SQL을 수행할 최적의 처리 경로를 생성해주는 DBMS의 핵심 엔진
• 인덱스가 설정되지 않았을 때는 데이터를 검색하게 되면 WHERE 절 조건에 맞는 데이터를 찾아내기 위해 테이블의 레코드를 처음부터 끝까지 다 읽으면서 검색 조건과 맞는지를 비교함. 이것을 'Full Table Scan' 이라고 한다.
• Full Table Scan은 가장 느린 Scanning 방법으로 전체 데이터를 읽는 과정에서 많은 자원을 소모
• 쿼리를 통해 'Name이 HOLLY인 데이터를 조회'한다고 했을 때 Name 컬럼을 인덱싱 해놓은 상태라면 해당 Index를 통해 Name을 먼저 조회하고 Name의 Location 값을 통해 실제 테이블에 있는 값들을 조회함
• 전체 데이터를 비교할 필요가 없음

• 인덱스를 통한 검색을 B+TREE에서 Leaf Node까지 찾아 내려가서 해당 데이터를 찾기 위해 디스크로 접근하는 과정을 거침
• 데이터의 양이 많지 않거나, Index가 효율적으로 설정되어 있지 않은 경우 오히려 Table Full Scan이 더 빠름

인덱스의 단점

• Index는 검색 속도를 향상하는 장점이 있지만 항상 정렬된 상태를 유지
• insert, update, delete 과정에서는 Table의 Index 정보를 갱신하는 비용이 추가되어 상대적으로 속도가 저하되는 단점이 있음
  • insert: 새로운 데이터에 대한 인덱스가 추가
  • update: 기존 인덱스를 제거하고 갱신된 데이터에 대한 인덱스를 추가
  • delete: 삭제하는 데이터의 인덱스를 제거
• 데이터 갱신보다는 조회에 주로 사용되는 컬럼에 인덱스를 생성하는 것이 유리

Reference

• https://wildeveloperetrain.tistory.com/131