[MySQL] DB 병목현상 왜 일어나는지, 해결하기 위한 가장 기본적인 방법은 무엇인지에 대해

 

DB 병목현상 발생 원인

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동시 사용자의 증가로 인해 수 많은 요청에 대해 처리해야한다거나, 혹은 요청에 의한 응답으로 나가는 데이터 양의 증가, 비효율적인 SQL 발생 등이 원인이 될 수 있다.

 

이러한 병목은 단순히 애플리케이션 속도 저하로 끝나지 않고, 전체 서비스의 안정성과 사용자 경험에 치명적인 영향을 줄 수 있다.

 

DB 성능 개선을 위한 접근 방식

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DB 성능을 개선하기 위해서는 다양한 방식들이 존재한다. 

- SQL 튜닝

- 캐시 서버 활용(Redis)

- Master/Slave 구조

- 샤딩 (수평 분산)

- 하드웨어 업그레이드

 

문제의 상황마다 다르겠지만 이중에서 가장 먼저 만져줘야 하는 부분은 SQL 튜닝 부분이다. 적절한 인덱스를 생성하므로써 성능을 향상 시켜주는 것이 첫번째로 이뤄줘야 하고, 그 후 해결되지 않는 부분들에 대해서는 다른 방법을 갈구하면 된다.

 

"적절한 인덱스를 생성하기"가 왜 가장 먼저 일어나야 하냐면, SQL 튜닝은 별도의 인프라 작업이나, 구조 변경없이도 기존 시스템을 유지한채 성능을 향상 시킬 수 있는 가장 쉬운 방법이기 때문이다.

 

그리고 해당 방식이 "근본적인 해결 전략"이 될 가능성이 크기 때문이다. DB에서의 병목현상의 근본적인 원인은 대부분 비효율적인 SQL 또는 잘못된 인덱스 전략일 가능성이 높다. 해당 상태에서 서버만 확장하면 이는 비용만 확장하는 꼴이 될 수 있기 때문에,  SQL을 추적하고, 인덱스를 잘못 생성하지는 않았는지에 대해 생각해볼 필요가 있다.

 

SQL 튜닝은 가장 경제적이며, 근본적인 성능 병목 해결 수단이다.

 

 

 

병목의 핵심: MySQL 구조의 이해

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어떤 부분에서 MySQL의 성능을 많이 잡아먹는지, 어떤 요인이 주로 문제를 일으키는 지 파악할 수 있어야 한다. 그 원인을 파악하기 위해서는 MySQL 구조를 알아야 한다.

 

1. 클라이언트가 DB에 요청을 보낸다
2. MySQL 엔진에서 옵티마이저가 SQL문을 분석한 뒤 빠르고 효율적으로 데이터를 가져올 수 있는 계획을 세운다. 어떤 순서로 테이블에 접근할 지, 인덱스를 사용할 지, 어떤 인덱스를 사용할 지 등을 결정한다.(옵티마이저가 세운 계획은 완벽하지 않기 때문에 SQL 튜닝이 필요한다)
3. 옵티마이저가 세운 계획을 바탕으로 스토리지 엔진에서 데이터를 가져온다.
   1. DB 성능에 문제가 생기는 원인은 스토리지 엔진으로부터 데이터를 가져올 때 발생한다.
      1. → 데이터를 찾는데 오래 걸리거나, 가져올 데이터가 너무 많아서 오래 걸린다.
      2. SQL 튜닝의 핵심은 스토리지 엔진으로부터 되도록이면 데이터를 찾기 쉽게 바꾸고, 적은 데이터를 가져오도록 바꾸는 것을 말한다.
      3. MySQL 엔진에서 정렬, 필터링 등의 마지막 처리를 한 뒤에 클라이언트에게 SQL 결과를 응답한다.

-> 옵티마이저가 SQL문을 먼저 분석(해당 SQL문을 분석해서 이러이러한 데이터를 요구하네? 그럼 이 데이터를 어떠한 순서로 가져와야 빠르게 효율적으로 가져올 수 있을까?를 분석하고 계획을 세움) → 그럼 그 계획에는 어떤 순서로 어떻게 테이블에 접근할 지 그리고 어떤 인덱스를 사용할지 같은 것들을 결정하게 된다.(근데 완벽하지는 않다는 것.)

 

병목은 대부분 InnoDB -> Storage 사이에서 발생한다.
데이터를 "어떻게" 찾고 "얼마나" 찾는지가 병목의 핵심이다.
여기서 "간단하게" 찾고 "1개"만 찾는다면 병목현상은 없을 것이다.

 

 

SQL 튜닝의 핵심

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SQL 튜닝에 있어서 핵심은 2가지이다. 

1. 스토리지 엔진에서 데이터를 찾기 쉽게 바꾸기 -> 인덱스를 생성하여 찾기 쉽게 새로운 정렬을 구성하는 것이다
2. 스토리지 엔진으로부터 가져오는 데이터의 양 줄이기 -> Join, limit, Where를 최적화 하는 것이다.

이 두 가지를 잘 수행하면 불필요한 디스크 접근을 줄일 수 있고, 전체 쿼리 속도는 비약적으로 향상된다.