데이터베이스란?
데이터베이스란 데이터 저장/편집/가공/보존을 편리하게 해주는 시스템이다. 해당 애플리케이션을 종료하면 데이터가 휘발되는 메모리와는 반대 성질을 가지고 있다. 메모리는 속도가 빠르기 때문에 저장은 데이터베이스에, 작업은 메모리에서 한다.
관계형 데이터베이스 시스템(RDBMS, Relation DataBase Management System)
데이터를 상호관련성을 가진 형태로 표현한 데이터베이스 시스템이다. 상호관련성이란, 서로 연결지을 수 있다는 것을 뜻한다. 모든 데이터는 2차원 테이블로 표현되며, 각 테이블은 열(column)과 행(row)으로 구성된다. 아래 예시처럼 열에는 필드명이 들어가며 행에는 실제 값이 들어간다.
| users |
|---|
| id |
| password |
각 테이블은 상호관련성을 가지고 서로 연결할 수 있다. 이때 각 테이블의 고유 키(Primary Key)로 연결한다. 테이블 연결 방식은 one to one, one to many, many to many 로 나눌 수 있는데 이해를 쉽게 하기 위해 아래 이미지를 보자.
- one to one 방식
users는 유저가 가입 시 필수로 입력해야 하는 정보를 담은 테이블이라고 하고, 부가로 입력해야 하는 정보를 user_profile에 담았다고 가정해보자. 필수 정보든 부가 정보든 모든 유저는 하나의 프로필을 갖는다. 따라서 이 두 테이블을 연결하면 one to one 연결이 된다. 유저 A의 부가 정보는 유저 A 프로필에만 해당하는 내용이기 때문이다.
- one to many 방식
customers는 유저 이름을 담은 테이블이라고 하고, orders는 그 유저의 주문 정보를 담은 테이블이라고 하자. 모든 주문 정보는 고유하며, 같은 물건을 주문했다고 하더라도 유저를 구분해서 연결해야 한다. 한 유저가 여러 건의 주문을 할 수 있으므로 유저 하나에 여러 주문 정보 테이블을 연결할 수 있다. 이것을 one to many 방식이라 한다.
- many to many 방식
소설 단편집을 여러 권 출판한 작가진이 있다고 가정해보자. 책 A 작가진 A, B, C, D가 있다고 가정하면 책 A는 작가 A, B, C, D 모두와 연결된다. 먼저 작가 테이블을 생성하고, 책 테이블을 생성한다. 그 다음에 작가와 책 테이블을 이어줄 매개인 책 A 테이블을 생성해서 작가 테이블, 책 테이블과 연결한다. 한 작가가 여러 책을 쓸 수 있고, 책 또한 여러 작가에 의해 쓰일 수 있다. 이것이 many to many 방식이다 연결고리가 되는 중간 테이블명은 보통 첫 번째 테이블명_두 번째 테이블명으로 짓는다.
위 이미지에서 Primary key의 역할 또한 알 수 있는데, 한 테이블에 연결할 다른 테이블명_연결할 다른 테이블의 PK명을 입력해주고 연결할 테이블에서 필드에 해당하는 값을 찾아서 써주면 된다. 이것이 Foreign key 개념을 이용해 테이블을 연결하는 방식이다.
데이터베이스의 성질
- 원자성(Atomicity)
- 일관성(Consistency)
- 고립성(Isolation)
- 지속성(Durability)
이것을 ACID라고 한다. 데이터베이스의 성질을 뜯어보기 전에 트랜잭션이라는 용어를 짚고 넘어가자. 트랜잭션이란 요청이 수행되거나 수행되지 않는 하나의 작업 단위다. 즉 요청을 완수하고 작업을 끝내든, 오류가 나서 완수하지 못하고 끝내든 관계 없이 작업이 끝난다면 그 하나의 작업을 트랜잭션이라고 한다. 데이터베이스 관리 시스템(DMS) 성능은 초당 트랜잭션 실행 수(fps)로 측정한다.
원자성(Atomicity)
All or nothing. 작업을 완수하거나 아예 완수하지 못하거나. 트랜잭션이 부분적으로 실행되다가 중단되지 않는 것을 보장하는 능력이다. 은행 어플에서 송금을 하던 중 오류가 발생했다고 가정해보자. 내 통장에서 출금은 됐지만 상대 통장에는 입금되지 않고 중간에 작업이 끊겨버리면 안 된다. 내 통장에서 출금이 됐다면 상대 통장에 입금이 되어야 하고(요청한 작업 완수), 만약 송금 오류가 난다면 내 통장에서 돈이 빠져나간 걸 롤백으로 돌려놓고 작업이 종료되어야 한다(요청한 작업 완수하지 못했지만 트랜잭션 종료).
일관성(Consistency)
데이터 타입, 상태가 언제나 같은 상태로 유지되는 것을 말한다.
고립성(Isolation)
다른 트랜잭션의 연산 작업에 끼어들지 못하도록 보장하는 것을 말한다. 트랜잭션 밖에 있는 어떠한 연산도 중간 단계의 데이터를 볼 수 없다.
지속성(Durability)
성공적으로 수행된 트랜잭션은 영원히 반영되어야 하는 것을 말한다. 시스템 장애 발생 전 상태로 되돌리더라도, 모든 트랜잭션은 로그로 남는다.
SQL(RDBMS) vs NoSQL
SQL이란?
SQL은 데이터간 관계성을 고려하고 저장하기 때문에 데이터를 체계적으로 관리할 수 있다. 따라서 정형화된 데이터, 그리고 데이터의 완전성이 중요한 데이터를 저장하는 데에 유리하다. 하지만 데이터를 저장하기 전 테이블을 미리 정의해야 하므로 테이블 구조 변화에 발빠르게 대응할 수 없다. 같은 맥락에서 확장성이 떨어진다.
SQL로 저장하면 좋은 데이터
전자상거래 정보, 은행 계좌 정보, 거래 정보 등
NoSQL이란?
NoSQL은 SQL과 반대되는 개념이다. 테이블 구조를 미리 정의하지 않아도 되므로 데이터 구조 변화에 유연하게 대처할 수 있다. 확장하기가 쉽기 때문에 방대한 양의 데이터를 저장하는 데에 유리하다. 하지만 데이터 완전성이 덜 보장되며 트랜잭션이 안 되거나 불안정하다.
NoSQL로 저장하면 좋은 데이터
로그 데이터