조인

• 조인(join) : 하나의 테이블이 아닌 두 개 이상의 테이블을 묶어서, 하나의 결과물을 만드는 것
• MySOL에서는 JOIN이라는 쿼리로, MongoDB에서는 1ookup이라는 쿼리로 이를 처리할 수 있음
  -> MongoDB는 조인 연산(lookup)에 대해, 관계형 데이터베이스보다 성능이 떨어짐
  -> MongoDB를 사용할 때 lookup은 되도록 사용하지 말아야 함
  -> 여러 테이블을 조인하는 작업이 많을 경우, MongoDB보다는 관계형 데이터베이스를 써야 함

조인의 종류

• 내부 조인(inner join) : 왼쪽 테이블과 오른쪽 테이블의 두 행이 모두 일치하는 행이 있는 부분만 표기
• 왼쪽 조인(left outer join) : 왼쪽 테이블의 모든 행이 결과 테이블에 표기
• 오른쪽 조인(right outer join) : 오른쪽 테이블의 모든 행이 결과 테이블에 표기
• 합집합 조인(full outer join) : 두 개의 테이블을 기반으로 조인 조건에 만족하지 않는 행까지 모두 표기

내부 조인

• 두 테이블 간에 교집합을 나타냄

SELECT * FROM TableA A 
INNER JOIN TableB B ON
A.key = B. key

왼쪽 조인

• 테이블 B의 일치하는 부분의 레코드와 함께, 테이블 A를 기준으로 완전한 레코드 집합을 생성
• 만약 테이블 B에 일치하는 항목이 없으면 해당 값은 null 값이 됨

SELECT * FROM TableA A 
LEFT JOIN TableB B ON
A. key = B. key

오른쪽 조인

• 테이블 A에서 일치하는 부분의 레코드와 함께, 테이블 B를 기준으로 완전한 레코드 집합을 생성
• 만약 테이블 A에 일치하는 항목이 없으면 해당 값은 null

SELECT * FROM TableA A 
RIGHT JOIN TableB B ON
A. key = B. key

합집합 조인

• 완전 외부 조인
• 양쪽 테이블에서 일치하는 레코드와 함께, 테이블 A와 테이블 B의 모든 레코드 집합을 생성
• 이때 일치하는 항목이 없으면 누락된 쪽에 null 값이 포함되어 출력됩

SELECT * FROM TableA A
FULL OUTER JOIN TableB B ON
A. key = B. key

조인의 원리

• 조인(앞선 조인의 종류들)은 조인의 원리를 기반으로 조인 작업이 이루어짐
• 조인의 원리 : 중첩 루프 조인, 정렬 병합 조인, 해시 조인

중첩 루프 조인

• NLJ, Nested Loop Join
• 중첩 for 문과 같은 원리로, 조건에 맞는 조인을 하는 방법
  -> 랜덤 접근에 대한 비용이 많이 증가하므로, 대용량의 테이블에서는 사용하지 않음
• 예를 들어, "t1, t2 테이블을 조인한다."라고 했을 때, 첫 번째 테이블에서 행을 한 번에 하나씩 읽고 그다음 테이블에서도 행을 하나씩 읽어 조건에 맞는 레코드를 찾아 결괏값을 반환

for each row in t1 matching reference key {
	for each row in t2 matching reference key {
		if row satisfies join conditions, send to client
    }
}

• 중첩 루프 조인에서 발전한 조인할 테이블을, 작은 블록으로 나눠서 블록 하나씩 조인하는 블록 중첩 루프 조인(BNL, Block Nested Loop)이라는 방식도 있음

정렬 병합 조인

• 각각의 테이블을 조인할 필드 기준으로 정렬하고, 정렬이 끝난 이후에 조인 작업을 수행하는 조인
• 조인할 때 쓸 적절한 인덱스가 없고, 대용량의 테이블들을 조인하고, 조인 조건으로 <, > 등 범위 비교 연산자가 있을 때 씀

해시 조인

• 해시 테이블을 기반으로 조인하는 방법

• 두 개의 테이블을 조인한다고 했을 때, 하나의 테이블이 메모리에 온전히 들어간다면, 보통 중첩 루프 조인보다 더 효율적
  -> 메모리에 올릴 수 없을 정도로 크다면, 디스크를 사용하는 비용이 발생
  -> 또한, 동등(=) 조인에서만 사용할 수 있음

• MySQL의 경우, MySQL8.0.18 릴리스와 함께 이 기능을 사용할 수 있게 되었으며 이를 기반으로 해시 조인의 과정을 살펴보자
  -> MySQL의 해시 조인 단계는 빌드 단계, 프로브 단계로 나뉨

빌드 단계

• 입력 테이블 중 하나를 기반으로, 메모리 내 해시 테이블을 빌드하는 단계
  
• 예를 들어, persons와 countries라는 테이블을 조인한다고 했을 때, 둘 중에 바이트가 더 작은 테이블을 기반으로 해서 테이블을 빌드
• 조인에 사용되는 필드가 해시 테이블의 키로 사용
  -> counties.country_id 가 키로 사용되는 것을 볼 수 있음

프로브 단계

• 프로브 단계 동안 레코드 읽기를 시작
  
• 각 레코드에서 persons.counury id에 일치하는 레코드를 찾아서 결괏값으로 반환
• 이를 통해 각 테이블은 한 번씩만 읽게 되어, 중첩해서 두 개의 테이블을 읽는 중첩 루프 조인보다 보통은 성능이 더 좋음
• 사용 가능한 메모리양은 시스템 변수 join_ buffer_size에 의해 제어되며, 런타임 시에 조정 가능