Single Block I/O / Multi Block I/O
기본적으로 데이터들을 Disk에 저장하고, 읽어 올 때 내부 버퍼 캐시에 데이터가 없는 경우 Disk I/O를 발생시켜 데이터를 일거온 뒤 이를 DB 내부 버퍼 캐시에 적재하여 다양한 처리를 진행한다.
이때 Disk I/O의 최소 단위가 되는 것이 Block이다.
디스크에서 Block 단위로 데이터를 읽어와서 버퍼 캐시에 적자하는 과정을 Block I/O라 칭한다.
Oracle을 포함한 모든 DBMS의 I/O는 블록 단위로 이루어진다.
하나의 레코드를 읽더라도 레코드가 속한 블록 전체를 읽는 것인데, 그렇기 때문에 가장 중요한 성능 지표는 액세스하는 블록의 개수이며 옵티마이저 판단에 가장 큰 영향을 미친다.
Single Block I/O
한 번에 한 블록씩 요청해서 메모리에 적재
인덱스가 보통 Single Block I/O 방식으로 디스크에 접근하여 데이터를 가져온다.
- Index Range Scan,
- Index Full Scan(인덱스를 통해 추가적인 테이블 스캔 소요가 있는 경우에 한함),
- Index Unique Scan
- Index Skip Scan
위 4개의 스캔 방식들의 공통점은 인덱스의 논리적 구조에 의존해 정렬된 인덱스를 순차적으로 탐색하는 스캔 방식이라는 점이다.
인덱스는 항상 정렬된 상태를 유지하는데, 여기에서 나타나는 정렬의 개념이 특정 블록 레벨에서는 무의미해진다. (논리적 정렬 구조 != 물리적 구조)
즉, 하나의 인덱스 구조에 대한 요소들은 여러 Block에 나위어 저장되고 이는 인덱스가 논리적으로 정렬된 순서와 상관이 없다는 의미다.
따라서 논리적으로 정렬된 인덱스 구조를 따라 탐색을 진행하려면 Single Block I/O를 사용해야된다.
Single Block I/O의 한계
Single Block I/O 방식을 통해 읽어내야 할 데이터의 수가 많다면, 호출 건당 비효윻이 누적된다.
따라서 읽어내야 할 데이터가 전체 데이터에 비해 꽤 많다면 해당 방식을 사용하는 것이 오히려 더 느릴 수 있다.
인덱스를 이용한 스캔이 모든 경우에 대해 더 빠른 선택지가 아닌 이유가 바로 이 것이다.
이런 경우에는 Multi Block I/O를 통해 호출을 줄이는 것이 더 나은 선택지가 된다.
인덱스를 활용할 수 있는 경우에 옵티마이저가 전체 테이블을 읽는 이유이다.
Index Fast Full Scan
Index Fast Full Scan 방식은 인덱스를 활용하면서도 Multi Block I/O 방식을 사용한다.
인덱스의 논리적 정렬 구조를 완전히 무시한 채, 여러 Block을 한 번에 버퍼에 가져와 일거내는 방식이다.
정렬 구조를 무시하기 때문에 버퍼를 읽어왔을 땐 정렬 상태가 유지되지 않는다.
정렬이 유지되지 않는 인덱스 스캔이 무슨 의미일까 싶지만, Query에 포함된 모든 칼럼이 인덱스에 존재하는 경우 이를 Multi Block I/O 방식으로 읽어올 수 있기 때문에 활용되는 방식이다.
Multi Block I/O
I/O Call이 발생한 시점에 인접한 블록들을 같이 읽어 메모리에 적재한다.
Full Scan과 같이 저장된 순서에 따라 읽을 때는 허용하는 범위 내에서 인접한 블록을 읽는 것이 유리하다.
인접한 블록은 한 Extent 범위 내의 블록을 말한다. 즉, Multi Block I/O를 하더라도 Extent의 범위를 넘지 못한다.
Remark
Q. 인덱스를 사용해 조회할 데이터의 데이터 셋들의 ROWID 목록을 가지고 Multi Block I/O를 통해 한 번에 여러 블록을 읽어올 수는 없을까?
A. 인덱스를 통해 얻은 ROWID는 논리적으로 정렬되어 있지만, 물리적으로는 서로 다른 파일/Extent/블록에 산개되어 있다.
Multi Block I/O는 한 번의 I/O Call로 물리적으로 연속된 블록만 읽을 수 있기 때문에, 이러한 산개된 ROWID들을 하나의 Multi Block I/O로 묶는 것은 구조적으로 불가능하다.
따라서 인덱스 기반 테이블 접근은 Single Block I/O(랜덤 I/O) 방식으로 수행한다.
