1 RDBMS Architecture

1.1 RDBMS의 아키텍처와 구성요소

1.1.1 Overview

image source : https://payasr.github.io/redbase-spatial/post/architect-dbms/

1.1.2 Client Communication Manager

외부의 Client 에서 접속하고, 명령을 전달할 수 있는 통로. 그리고 그 자원의 관리.

• Client 로부터의 연결을 받는다
  • 연결을 맺기 위한 인증, 보안 등의 프로세스를 처리한다.
• Client의 연결의 상태를 관리한다. (session)
• SQL의 실행 결과를 응답한다.

1.1.3 Process Manager

RDBMS에서 필요한 자원을 관리, 주로 프로세스/스레드의 전용, 스케줄링, 할당 등을 관리.

• Client에서 요청와서 연결을 맺으면 스레드에 할당된다. 이 때 Process Manager 는 Client connection pool 에서 유휴 스레드를 꺼내서 할당한다.
• 뿐만 아니라 read, write 등의 전용 스레드 풀도 따로 관리해서, 특정 작업의 부하나 병목 때문에 다른 작업을 할 자원이 부족한 일이 없게 한다.
• 실행을 즉시 할지, 지연해서 할지 등의 결정도 할 수 있다.

1.1.4 Relational Query Processor

Client 로부터 전달된 쿼리의 해석과 실행 계획을 담당.

• Query Parser가 Query 를 파싱한다.
• 접속한 유저가 해당 Query를 실행할 권한이 있는지 확인한다.
• Query optimizer가 적은 비용으로 쿼리를 실행 할 수 있도록, Query의 실행계획을 짠다. 이때 DBMS의 카탈로그 정보를 참고한다.
• Query Excecutor는 Query Plan 이 나오면 실제 물리적인 자원에 어떻게 할당할 것인지 결정한다.
• 그 외에도 부가적인 처리를 할 수 있다.

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Query Parser의 동작

이미지 출처 : https://docs.oracle.com/database/121/TGSQL/tgsql_sqlproc.htm#TGSQL175

• 문법을 확인한다.
• 구문의 내용의 의미를 확인한다.
  • table 의 존재여부
  • column 의 존재여부
• 자원을 많이 소모하는 작업을 피하기 위한 shared pool check를 한다. 이미 있는 내용이라면, 이후 자원을 많이 소모하면서 실행계획을 짜거나 실행할 필요가 없다.

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Query Optimizer 의 동작방식

이미지 출처 : https://docs.oracle.com/database/121/CNCPT/sqllangu.htm#CNCPT88910

• SQL의 기능은 똑같지만, SQL문의 내용의 순서나 형식 등을 바꿔서 성능상 더 나은 쿼리가 나온다면, Query Transformer 서 query를 rewrite 한다.

이미지 출처 : https://docs.oracle.com/database/121/TGSQL/tgsql_optcncpt.htm#TGSQL204

• Estimator 는 실행 계획에 대한 비용을 계산한다. 이때 Data dictionary를 참고한다.
  • (Oracle 의 경우)다음 지표들을 수집/계산한다.
    • Selectivity: scan한 row중에 몇 퍼센트만큼 최종결과에 선택되는지 비율을 계산한다.
    • Cardinality: 각 플랜이 리턴한 결과의 row수.
    • Cost: 해당 작업이 얼마만큼의 리소스를 사용할지예 대한 추정치. 통계를 활용하고, 통계는 지속적으로 조정된다.

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1.1.5 Transactional Storage Manager

Transaction 처리와 관련된 기능들을 담당.

• 실제 데이터에 접근
• Access method는 query 실행 오퍼레이터에 의해 원본데이터에서 뽑아낸 result tuple 을 리턴한다.
• Result tuple 은 만들어지면 buffer 에 위치한다. Client Manager는 이 버퍼에서 데이터를 가져와서 응답한다.
• Transaction의 상태 기록, 라이프사이클 관리.

1.1.6 Shared Components and Utilities

그 외에도 시스템의 각 기능이 잘 동작하기위해서 필요한 컴포넌트나, 유틸들이 있다.