[ 면접을 위한 cs 전공지식 노트 정리 ] 4.데이터베이스 : 인덱스

(출처 :  https://www.inflearn.com/course/%EA%B0%9C%EB%B0%9C%EC%9E%90-%EB%A9%B4%EC%A0%91-cs-%ED%8A%B9%EA%B0%95)

4.5 인덱스

4.5.1 인덱스의 필요성
4.5.2 B-트리
4.5.3 인덱스 만드는 방법
4.5.4 인덱스 최적화 기법

---

4.5 인덱스

4.5.1 인덱스의 필요성

 

인덱스는 데이터를 빠르게  찾을 수 있는 하나의 장치로, 인덱스를 설정하면 테이블 안에 내가 찾고자 하는 데이터를 빠르게 찾을 수 있다. 

4.5.2 B-트리

 

인덱스는 보통 B-트리 자료구조로 이루어져 있으며,  B-트리의 최상위에 존재하는 단 하나의 노드를 루트 노드(oot Node),  그리고 중간 노드를 브랜치 노드(Branch Node), 최하위 노드를 리프 노드(Leaf Node)라고 한다.

 

[MySQL] B-Tree로 인덱스(Index)에 대해 쉽고 완벽하게 이해하기

 

• 인덱스가 효율적인 이유
  
  효율적인 단계를 거쳐 모든 요소에 접근할 수있는 균형 잡힌 트리 구조와 트리 깊이의 대수확장성 때문이다.
  
  
• 대수확장성
  
  트리 깊이가 리프 노드 수에 비해 매우 느리게 성장하는 것을 의미하며, 기본적으로 인덱스가 한 깊이씩 증가할 때마다 최대 인덱스 항목의 수는 4배씩 증가한다.

4.5.3 인덱스 만드는 방법

 

• MySQL
  
  MySQL의 경우 클러스터형 인덱스와 세컨더리 인덱스가 있다.

• 클러스터형 인덱스
  테이블당 하나를 설정할 수 있다.
  primary key 옵션으로 기본키를 만들면 클러스터형 인덱스를 생성할 수 있고, 기본키로 만들지 않고 unique not null 옵션을 붙이면 클러스터형 인덱스로 만들 수 있다.
  
  
• 세컨더리 인덱스
  보조 인덱스로 여러 개의 필드 값을 기반으로 쿼리를 많이 보낼 때 생성해야 하는 인덱스이다.
  create index... 명령어를 기반으로 만들어지며, 하나의 인덱스만 생성한다면 클러스터형 인덱스를 만드는것이 세컨더리 인덱스를 만드는 것보다 성능이 좋다.
  

• MongoDB
  
  MongoDB의 경우 도큐먼트를 만들면 자동으로 ObjectID가 형성되며, 해당 키가 기본키로 설정된다.
  세컨더리키도 부가적으로 설정해서 기본키와 세컨더리키를 같이쓰는 복합 인덱스를 설정할 수 있다.

4.5.4 인덱스 최적화 기법

 

1. 인덱스는 비용이다.
   
   인덱스는 두 번 탐색하도록 강요한다. 인덱스 리스트, 그다음 컬렉션 순으로 탐색하기 때문이며 관련 읽기 비용이 들게된다.
   또한 컬렉션이 수정되었을 때 인덱스도 수정되어야 하는데 (예시로 책의 본문의 수정되면 목차나 찾아보기도 수정해야 함) 이때 B-트리의 높이를 균형 있게 조절하는 비용도 들고 데이터를 효율적으로 조회할 수 있도록 분산시키는 비용도 들게 된다.
   
   그렇게 때문에 쿼리에 있는 필드에 인덱스를 무작정 다 설정하는 것이 검색을 빠르게 하는 방법도 아니며, 컬렉션에서 가져와야하는 양이 많을수록 인덱스를 사용하는 것은 비효율적이다.
   
   
2. 항상 테스팅하라.
   
   인덱스 최적화 기법은 서비스 특징에 따라 달라지는데 이는 서비스에서 사용하는 객체의 깊이나 테이블이 양 등이 다르기 때문이다.
   그래서 항상 테스트를 해야하는데 explain()함수를 통해 인덱스를 만들고 쿼리를 보낸 이후에 테스팅을 하며 걸리는 시간을 최소화 해야한다.
   
   
   
3. 복합 인덱스는 같음, 정렬, 다중 값, 카디널리티 순이다.
   
   보통 여러 필드를 기반으로 조회할 때 복합 인덱스를 생성하는데, 이 인덱스를 생성할 때는 순서가 있고 생성 순서에 따라 인덱스 성능이 달라진다. 같음, 정렬, 다중 값, 카디널리티 순으로 생성해야 한다.
   
   ➊ 어떠한 값과 같음을 비교하는 ==이나 equal 이라는 쿼리가 있다면 가장 먼저 인덱스로 설정한다.
   ➋ 정렬에 쓰는 필드라면 그다음 인덱스로 설정한다.
   ➌ 다중 값을 출력해야 하는 필드, 즉 쿼리 자체가 >이거나 < 등 많은 값을 출력해야 하는 쿼리에 쓰는 필드라면 나중에 인덱스를 설정한다.
   ➍ 유니크한 값의 정도를 카디널리티라고 하는데, 이 카디널리티가 높은 순서를 기반으로 인덱스를 생성해야 한다.