TIL(2021.04.07 - 04.09)

한국·2021년 4월 24일

Database TIL query design schema sql

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3 Tier Architecture?

*출처 codeStates

3계층 구조에서, 각 계층은 물리적으로 독립적으로 존재하고, 각 계층의 변화가, 다른 계층에 의존하지 않는 것을 뜻한다.

Database

통합하여 관리되는 데이터의 집합체
자료를 구조화 하여, 효율적인 처리를 할수 있도록 관리된다.
데이터베이스는 미들웨어에 의해 관리되며 해당 미들웨어를 데이터베이스 관리시스템(DBMS)이라 부른다.
DBMS:사용자와 데이터베이스 사이에서 사용자의 요구에 따라 정보를 생성해주고 데이터베이스를 관리할 수 있게 해주는 소프트웨어

Database는 왜 필요한가?

In-momory : 끄면 데이터가 사라진다.
File I/O : 원하는 데이터만 가져올 수 없고, 항상 모든 데이터를 가져온 뒤 서버에서 필터링 필요. 서버에 부하가 많이 걸린다.
이에 반해 Database는 필터링 외에도 File I/O로 구현이 힘든 관리를 위한 여러 기능들을 가지고 있는 데이터에 특화된 서버이다.

SQL

Structured Query Language -> 구조화된 쿼리 언어를 뜻한다.
주로 관계형 데이터베이스에서 사용이 되며, MySQL, Oracale,SQLite,PostreSQL등이 있다.
데이터베이스에 query를 보내 원하는 데이터만을 뽑아 올수 있다.
Query: 저장되어 있는 정보를 필터하기 위한 질문(친숙한 예시로는 검색창에 적는 검색어를 들수있다.)
SQL문 관련 링크

트랜잭션

여러 개의 작업들을 하나의 실행 유닛으로 묶어준 것.
각 트랜잭션은 하나의 특정 작업으로 시작을 해 묶여 있는 모든 작업들을 다 완료해야 끝나게 되어있다 . 만약에 한 개의 작업이라도 실패하게 된다면 전부 실패를 하게 됩니다. 다시 말해 작업이 하나라도 실패를 하게 되면 트랜잭션도 실패이고 모든 작업이 성공적이면 트랜잭션 또한 성공적이게 된다.
트랜잭션은 성공 혹은 실패 이 두 개의 결과만 존재합니다. 즉, 트랜잭션은 미완료된 단계 없이 전부를 성공해야 한다. 이러한 데이터베이스 트랜잭션의 정의는 ACID 특성들을 가지고 있습니다.

ACID

Atomicity, Consistency, Isolation, Durability 를 가리킵니다. 각 단어는 데이터베이스 내에서 일어나는 하나의 트랜잭션 (transaction) 의 안전성을 보장하기 위해 필요한 성질
- Atomicity(원자성) : 하나의 트랜잭션이 전부 성공하거나 전부 실패해야 된다.부분적으로 실행이 되면 안되는 성질
- Consistency(일관성) : 하나의 트랜잭션 이전과 이후 데이터베이스 상태는 이전과 같이 유효해야 한다. 예를 들어 각 고객은 이름이 있어야 하는 데이터베이스 제약이 있다라고 할때
  - 다음과 같은 트랜잭션들은 해당 성질을 위반한다.
    이름 없는 새로운 고객을 추가하는 쿼리
    기존 고객의 이름을 삭제하는 쿼리
Isolation(고립성) : 하나의 트랜잭션이 다른 트랜잭션과 독립되어야 한다.
- 예를 들어 계좌에 1만원이 있다고 가정을 했을때
  - 해당 계좌로부터 계좌 B 로 6천 원의 계좌 이체와 계좌 C 에 6천 원의 계좌 이체를 동시에 하는 경우 연속으로 계좌 B 에 먼저 보낸 뒤 계좌 C 에 보내는 결과와 동일해야 한다는 뜻
Durability(지속성) : 하나의 트랜잭션이 성공적으로 수행되었다면 해당 트랜잭션에 대한 로그가 남고 런타임 오류나 시스템 오류가 발생해도 해당 기록은 영구적이어야 한다
- 예로 은행에서 계좌이체를 성공적으로 한 뒤에 해당 은행 데이터베이스에 오류가 발생해 종료되어도 계좌이체 내역은 남아야 하며
- 계좌이체를 로그로 기록하기 전에 시스템 오류 등에 의해 종료가 된다면 해당 이체 내역은 실패로 돌아가고 각 계좌들은 계좌이체 이전 상태들로 돌아가야 한다.

Schema & Query Design

*출처 codeStates

스키마(schema)는 데이터베이스에서 데이터가 구성되는 방식과 서로 다른 엔티티 간의 관계에 대한 설명이다. 즉 "데이터 베이스의 청사진"과 같다.
- 엔티티(Entity) : 고유한 정보단위, 데이터베이스에선 테이블로 표시할 수 있다. (위 그림에서는 Teachers, Classes, Students)
- 테이블 안에있는 열의 정보들은 필드(Field)라고 한다. (위 그림에서는 Name, Room Number 등)
- 레코드(Record)는 테이블에 저장된 항목이다. 행렬에서의 행(row)라고 볼수 있다. (위 그림에서 Teachers의 레코드를 본다고 가정할때 선생님의 이름은 Cynthia , 학과는 Music 이라고 정의내릴수 있겠다.)

선생님과 수업의 관계를 통해 각 테이블의 관계에 대해 더 알아보자.
여러명의 선생님이 한개의 과목을 가르친다? 뭔가 이상하다. 보통은 한명이 한개의 강의를 하고,
한명의 선생님이 여러개의 과목을 가르치는 경우는 가능하다 이런경우를 1대 다의 관계라고 하며 1:N으로 표현한다.
다른테이블에서 테이블의 기본 키(primary key)를 참조할 때 해당 값을 외래 키 (foreign key)라고 한다. 이 예시에서 ClassID라는 필드는 Classes테이블에서 특정 레코드를 고유하게 식별하는 외래 키다.

여기서 발생하는 문제는? 한 선생님이 몇개의 수업을 하는지 알수가 없다. 최대 수업수가 기하급수적으로 늘게되면 어떻게 될까? 열의 크기는 고정되기때문에 수업id를 담을 공간이 없을수 있다. 그렇기 때문에 1:N의 관계일 때는 위와 같이 N의 테이블에 1의 foreign key를 들고와서 대입시켜주는 것이 좋다.