PostgreSQL Query Optimization : Why?

PostgreSQL 쿼리 최적화: 왜 최적화해야 할까?

1. 최적화의 의미
최적화란 시스템 성능을 개선하기 위한 모든 변환 과정을 의미합니다.

이는 단순히 쿼리가 제대로 작동하도록 만드는 것이 아니라 처음부터 효율적으로 실행되도록 작성하는 것을 목표로 합니다. 최적화는 독립된 개발 단계가 아니라 개발 과정에 통합된 방식으로 접근해야 합니다. 쿼리가 실행되는 방식을 이해하고 데이터베이스가 이를 처리하는 방식에서 발생하는 작업량을 고려하면, 비효율적인 실행 계획을 피할 수 있습니다.

 

2. 최적화가 어려운 이유: 명령형 vs 선언형
SQL은 선언형 언어로, 원하는 결과를 정의하지만 이를 달성하는 방법에 대해서는 명시하지 않습니다. 반면, 명령형 언어(Java 등)는 결과를 얻기 위한 단계를 세세히 지정합니다.

SQL에서 동일한 결과를 반환하는 두 쿼리도 데이터베이스 엔진이 이를 처리하는 방식에 따라 실행 시간이 크게 달라질 수 있습니다.

예를 들어, 아래 두 SQL 쿼리는 동일한 결과를 반환하지만, 실행 방식에서 차이가 생깁니다.

1. BETWEEN 연산자를 사용하는 쿼리
2. 날짜를 명시적으로 변환(casting)하는 쿼리
   각 방법의 성능 차이는 데이터베이스 엔진이 쿼리를 처리하는 방식 때문입니다.

3. 최적화 목표
최적화의 목표는 단순히 실행 시간을 줄이는 것이 아닙니다. 목표는 상황에 따라 다를 수 있습니다:

• 월간 보고서는 1시간 이내 완료가 우수한 성능일 수 있음
• 대시보드는 10초 이내 새로 고침이 필요할 수 있음
• 웹 애플리케이션 함수는 100ms 이상이면 문제가 될 수 있음

SMART 목표(구체적, 측정 가능, 실현 가능, 결과 지향적, 시간 제한)를 설정하는 것이 효과적입니다.

 

4. 프로세스 최적화
데이터베이스는 애플리케이션 및 시스템의 기반으로, 전체 성능에 영향을 미칩니다. 따라서 단순히 쿼리 성능을 개선하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 시스템의 목적을 이해하고, 쿼리가 어떤 비즈니스 목적을 수행하는지 확인하는 것이 중요합니다.

 

5. OLTP와 OLAP의 최적화
OLTP(온라인 트랜잭션 처리)와 OLAP(온라인 분석 처리)는 데이터베이스의 주요 분류입니다.

OLTP 시스템에서는 주로 짧은 쿼리를, OLAP 시스템에서는 긴 쿼리를 포함한 다양한 쿼리를 최적화해야 합니다.

 

6. 데이터베이스 설계와 성능
성능은 요구 사항을 수집하는 단계부터 고려해야 합니다. 예를 들어, 사용자의 계정과 전화번호 데이터를 저장한다고 가정했을 때, 하나의 테이블로 설계하거나 전화번호를 별도 테이블로 분리할 수 있습니다. 설계 선택은 데이터 사용 방식과 검색 요구 사항에 따라 달라집니다.

 

7. 애플리케이션 개발과 성능
쿼리는 애플리케이션의 일부로 실행됩니다. 개별 쿼리는 0.1초 이내 실행되더라도 애플리케이션 응답 시간이 10초 이상 걸릴 수 있습니다. 애플리케이션 개발 단계에서도 성능을 고려해야 합니다.

 

8. 최적화는 지속적인 과정
최적화는 애플리케이션 수명 주기 동안 지속적으로 모니터링하고 유지해야 합니다.

데이터 양이 증가하거나 새로운 PostgreSQL 기능이 추가될 경우 쿼리를 재작성해야 할 수도 있습니다.

 

9. PostgreSQL의 특이점
PostgreSQL은 옵티마이저 힌트를 제공하지 않으며, SQL 문을 선언적으로 작성하는 것이 중요합니다.

또한 PostgreSQL에는 매년 수많은 새로운 최적화 기능이 추가되므로 최신 문서를 확인하는 것이 중요합니다.

 

 

SQL은 선언형 언어로, 원하는 결과를 정의하되 실행 경로는 명시하지 않습니다. 최적화는 단순히 쿼리를 수정하는 것이 아니라 처음부터 제대로 작성하는 것입니다. 이를 위해 요구 사항 수집, 데이터베이스 설계, 개별 쿼리 최적화, 애플리케이션 설계 등을 통합적으로 고려해야 합니다.

 

Next :  PostgreSQL Query Optimization : 이론은 왜 필요한가?

 

참고문헌 : PostgreSQL Query Optimization