24.12.12 TIL NoSQL

1. NoSQL이란?

NoSQL은 관계형 데이터베이스(RDBMS)와 달리 테이블 간 관계를 정의하지 않는 데이터베이스입니다.
"Not Only SQL"이라는 뜻으로, 기존 RDBMS가 아닌 다양한 데이터 저장 방식(Key-Value, Document, Graph 등)을 포괄합니다.

NoSQL은 비정형 데이터와 대규모 분산 시스템에 적합하며, 유연한 스키마와 뛰어난 확장성을 제공합니다.

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2. NoSQL의 주요 데이터 모델

1. 키-값 저장소(Key-Value Stores)

   • 데이터를 Key와 Value 쌍으로 저장
   • 빠른 데이터 검색에 적합
   • 예: Redis, DynamoDB

2. 문서 지향(Document-Oriented)

   • 데이터를 JSON, BSON 형태의 문서로 저장
   • 유연한 스키마를 지원
   • 예: MongoDB, Couchbase

3. 열 지향(Column-Family)

   • 데이터를 열 단위로 저장
   • 대규모 데이터 분석에 적합
   • 예: Cassandra, HBase

4. 그래프(Graph)

   • 데이터를 노드(Node)와 관계(Edge)로 저장
   • 복잡한 관계를 표현하기에 적합
   • 예: Neo4j, ArangoDB

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3. NoSQL의 특징

1. 유연한 스키마

   • 테이블 설계 없이 데이터 구조를 동적으로 변경 가능
   • JSON, Key-Value 등 다양한 데이터 구조를 지원

2. 수평적 확장성(Scalability)

   • 서버를 추가하여 데이터와 트래픽을 분산 처리 가능
   • RDBMS의 수직적 확장과 대비됨

3. 높은 성능

   • 단순한 데이터 모델로 빠른 읽기/쓰기 성능 제공
   • 특히 분산 환경에서 강점

4. CAP 이론

   • NoSQL은 Consistency(일관성), Availability(가용성), Partition Tolerance(파티션 허용성) 중 2가지를 선택해야 함

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4. NoSQL의 장점과 단점

장점

• 대용량 데이터를 빠르게 처리 가능
• 스키마 제약이 없어 애플리케이션 변화에 유연
• 데이터 중복 저장을 통해 읽기 성능 최적화
• 분산 시스템에 적합

단점

• 관계형 데이터 간 복잡한 쿼리 작성이 어려움
• ACID 특성 부족으로 데이터 일관성 유지가 어려울 수 있음
• 특정 용도에 맞춘 데이터 모델을 선택해야 함

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5. NoSQL과 RDBMS 비교

특징	RDBMS	NoSQL
스키마	고정 스키마	유연한 스키마
확장성	수직적 확장	수평적 확장
데이터 구조	테이블	Key-Value, JSON, 등
트랜잭션 지원	ACID 완전 지원	제한적 지원
사용 사례	복잡한 관계형 데이터 처리	비정형 데이터, 빅데이터

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6. NoSQL 사용 사례

1. MongoDB

   • JSON 문서 기반의 데이터 저장
   • 블로그, 소셜 네트워크 등 비정형 데이터 처리

2. Redis

   • Key-Value 구조로 빠른 데이터 캐싱에 사용
   • 세션 관리, 랭킹 시스템 구현

3. Cassandra

   • 분산 환경에서 대규모 데이터 저장
   • IoT, 로그 데이터 처리

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7. NoSQL 사용 예시 (MongoDB 기준)

데이터 삽입

db.users.insertOne({
    name: "Alice",
    age: 25,
    hobbies: ["reading", "traveling"]
});

데이터 조회

db.users.find({ age: { $gt: 20 } });

데이터 업데이트

db.users.updateOne({ name: "Alice" }, { $set: { age: 26 } });

데이터 삭제

db.users.deleteOne({ name: "Alice" });

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8. 마무리

NoSQL은 RDBMS와는 다른 방식으로 데이터를 처리하며, 특정 환경에서는 매우 유용합니다. MongoDB와 Redis를 사용하며 데이터 구조 설계와 쿼리 작성의 자유로움을 알 수 있었습니다. 그러나, 데이터 무결성과 관계형 데이터 처리가 중요한 경우 RDBMS를 사용하는 것이 적합하다는 점도 배웠습니다. NoSQL과 RDBMS를 상황에 맞게 혼합하여 사용하는 것이 중요하다는 것을 느꼈습니다.