[sql] not exists와 not in 차이

Journey log·2023년 7월 2일
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업무중 이전 분석 자료들을 찾아보다가 exists 구문을 알게되었다.

전체 앱로그 유저 중에서 table a에 특정 기간동안에 기록된 유저를 제외하는 목적으로 NOT EXISTS 가 쓰이고 있었다. 언뜻 이해했을 때는 NOT IN 과 유사해보였으나 다른 부분이 있었다. exists, not exists 는 언제 쓰이는지 예시를 확인하고 in, not in 과 무엇이 다른지 알아보았다.



Exists?

exists의 기본적인 형태는 다음과 같다.

-- table_1 중에서 table_2 에도 있는 row만 추출하기
SELECT 
    column1
FROM 
    table_1
WHERE -- 메인쿼리 조건문
    EXISTS ( SELECT 
                1 
            FROM 
                table_2 
            WHERE 
                column_2 = table_1.column_1);

exists 뒤에 서브쿼리가 따라오는 구조다. 서브쿼리의 조건문에는 메인쿼리의 table_1.column 도 포함된다. 보통 이런 구조를 correlated subquery라 부른다고 한다.

exists 뒤 서브쿼리에서 적어도 하나의 행이 리턴되면, 메인쿼리의 조건문은 true을 반환하고, 서브쿼리에서 어떠한 행도 리턴하지 못하면 메인쿼리 조건문은 false를 리턴한다.

이 때 주의할 것이, 서브쿼리가 NULL을 리턴하더라도 메인쿼리의 조건문 결과는 true이라는 것이다. (NULL이라도 행을 리턴하긴 했으므로)

참고로 서브쿼리의 select 문은 어떠한 형태라도 상관이 없다. (행이 하나라도 존재하는지 여부만 중요)
아래 세 가지 쿼리의 결과는 동일하다.

  • SELECT column1 FROM t1 WHERE EXISTS (SELECT * FROM t2);
  • SELECT column1 FROM t1 WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM t2);
  • SELECT column1 FROM t1 WHERE EXISTS (SELECT column1 FROM t2);


사용 예시

총 두가지 테이블이 있다고 하자.

  • customer 테이블: 고객 id, 고객 이름
  • payment 테이블 : 구매 id, 고객 id, 수량

전체 고객 중 10개 이상의 수량을 구매해본 이력이 있는 고객을 찾는다고 가정하자.

추출하는 방법은 여러가지가 가능하다. 고객 정보 테이블을 기준으로 구매 이력 테이블을 left join 하는 방법도 있고, 아래처럼 exists를 쓸 수도 있다.

SELECT name
FROM customer c
WHERE EXISTS 
    (SELECT 1
     FROM payment p
     WHERE p.customer_id = c.customer_id -- payment 테이블에 기록된 고객인가
       AND amount >= 10 ) -- 그리고 이 때 구매 수량이 10개 이상인가
ORDER BY name;

메인쿼리에서 customer 테이블의 각 name 마다, 서브쿼리 결과가 true인지, false 인지 여부를 조회한다.

반대로 수량을 10개 이상으로 구매해본적 없는 고객을 추출하려면? 아래와 같이 not exists 를 이용하여 찾을 수 있다.

SELECT name
FROM customer c
WHERE NOT EXISTS -- 메인쿼리 조건문
    (SELECT 1
     FROM payment p
     WHERE p.customer_id = c.customer_id
       AND amount >= 10 )
ORDER BY name;
  • 만약 서브쿼리가 어떠한 row도 리턴하지 않는다면? 메인쿼리의 조건문(where not exists ~)은 true를 리턴한다.


not exists와 not in의 차이점

아래 쿼리처럼 서브쿼리가 NULL을 리턴하면 exists는 true를 리턴한다.

-- 아래 쿼리의 결과는 select name from customer 와 동일하다.
SELECT
	name
FROM
	customer
WHERE
	EXISTS( SELECT NULL )
;

서브쿼리에 NULL이 리턴되는 상황에서 NOT IN vs NOT EXISTS 사이 차이가 발생한다.
예를 들어 아래와 같은 테이블이 있다고 하자.

with customer as (
    select 100 as customer_id, 'a' as name
    union all
    select 200 as customer_id, 'b' as name
    union all
    select 300 as customer_id, 'c' as name
), payment as (
    select 100 as customer_id, 15 as amount
    union all
    select 300 as customer_id, 7 as amount
    union all
    select NULL as customer_id, 10 as amount -- customer_id NULL 존재
)

customer 테이블에 기록된 고객 중 구매 기록이 없는 고객의 customer_id를 찾고자 한다. 구매기록은 payment 테이블에 기록되어 있다.

customer

  • customer_id
  • name

payment

  • customer_id
  • amount

간단하게 NOT IN을 쓰면 되지 않을까?

-- 1) not in 을 사용한 경우
select name
from customer
where customer_id not in (
                select customer_id
                from payment
);

그런데 위 쿼리를 실행하면 아무런 행도 추출되지 않는다.
payment 테이블의 customer_id 에는 NULL값이 포함되어 있기 때문이다. NOT IN 이하 서브쿼리가 먼저 실행되는데 서브퀴리 결과물 중 NULL이 포함되어 있다. 그래서 NOT IN (SELECT NULL)의 조건문의 결과 0개의 행이 추출된다.

-- 2) not exists 를 사용한 경우
select name
from customer
where not exists (
                select 1
                from payment
                where payment.customer_id = customer.customer_id
);

반면 not exists 를 사용한 경우, name='b' 인 행이 추출된다.
not exists는 customer 테이블의 customer_id마다 payment 테이블에 존재하는지 여부를 조회한다. 따라서 payment.customer_id에 NULL이 있든 없든 동일한 결과가 추출된다.


참고 자료 :

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