PostgreSQL의 특성 및 MySQL과의 차이점, UUID를 기본키로 사용하는 방법

Skadi·2024년 8월 26일

스파르타내일배움캠프

목록 보기

90/95

1. PostgreSQL과 MySQL의 차이점

PostgreSQL과 MySQL은 둘 다 널리 사용되는 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS)이지만, 몇 가지 중요한 차이점이 있다.

ACID 준수:
- PostgreSQL은 완전한 ACID(Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) 준수를 제공하여 트랜잭션의 안정성을 보장한다. PostgreSQL은 트랜잭션 관리, 동시성 제어, 복구 메커니즘을 제공하는데 매우 강력하다.
- MySQL도 ACID를 준수하지만, 엔진에 따라 다를 수 있다. MySQL의 기본 스토리지 엔진은 InnoDB이며, 이는 ACID 준수를 지원한다. 그러나 MyISAM과 같은 다른 스토리지 엔진은 ACID를 완전히 준수하지 않는다.
확장성 및 기능:
- PostgreSQL은 고급 기능과 확장성을 제공한다. 예를 들어, 사용자 정의 함수, 저장 프로시저, 복합 데이터 타입, 배열, 지리 정보 시스템(GIS) 기능 등을 지원한다.
- MySQL은 사용하기 쉽고 빠른 속도를 자랑하지만, PostgreSQL만큼의 고급 기능은 제공하지 않는다. 그러나 기본적인 CRUD 작업과 웹 애플리케이션에 충분한 성능을 제공한다.
데이터 타입 지원:
- PostgreSQL은 매우 다양한 데이터 타입을 지원한다. 예를 들어, JSON, XML, HSTORE(키-값 쌍 저장), 배열, 사용자 정의 타입 등을 지원하여 유연성을 제공한다.
- MySQL도 JSON과 같은 일부 고급 데이터 타입을 지원하지만, PostgreSQL만큼 광범위한 타입은 제공하지 않는다.
인덱스와 쿼리 최적화:
- PostgreSQL은 B-Tree, Hash, GIN(Generalized Inverted Index), GiST(Generalized Search Tree) 등 다양한 인덱스를 지원하여 쿼리 성능 최적화에 강점이 있다.
- MySQL은 B-Tree 인덱스를 주로 사용하며, 인덱스 기능이 상대적으로 단순하다.
복제 및 고가용성:
- PostgreSQL은 스트리밍 복제, 로지컬 복제, 동기 및 비동기 복제 등을 지원하여 고가용성과 확장성을 제공한다.
- MySQL은 마스터-슬레이브 복제 및 그룹 복제를 제공한다. MySQL은 Galera Cluster와 함께 멀티 마스터 복제도 지원한다.

2. UUID를 기본키로 사용하는 방법

PostgreSQL에서 UUID(Universally Unique Identifier)는 고유한 값 생성에 매우 유용한 데이터 타입이다. 특히 분산 시스템에서 고유 식별자로 사용하기 적합하다. UUID는 문자열 형태로 표현되며, 전 세계적으로 고유한 값이다.

UUID 생성 방식:
- PostgreSQL에서 UUID는 uuid-ossp 확장을 통해 생성할 수 있다. 이 확장은 다양한 버전의 UUID를 생성하는 함수를 제공한다.
- 가장 흔히 사용되는 UUID 버전은 UUID v4로, 랜덤 값을 기반으로 생성된다.
UUID와 IDENTITY의 차이점:
- IDENTITY(MySQL의 AUTO_INCREMENT와 유사)는 순차적으로 증가하는 정수 값이다. 이는 단일 서버 환경에서는 성능이 좋고 사용하기 쉬우며, 값이 순서대로 정렬된다.
- UUID는 전 세계적으로 고유한 식별자를 보장하며, 여러 서버에서 동시에 생성되어도 중복되지 않는다. 따라서 분산 시스템에서 데이터 충돌을 방지하는 데 유용하다. 그러나 UUID는 비교적 크고 랜덤하므로, 인덱싱 및 검색 성능이 저하될 수 있다.

PostgreSQL에서 UUID를 기본키로 사용하기 위한 설정 과정 및 코드 예제

PostgreSQL에 uuid-ossp 확장 설치:

PostgreSQL에서 UUID를 생성하려면 uuid-ossp 확장을 설치해야 한다.
```
CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS "uuid-ossp";
```
이 명령은 PostgreSQL 데이터베이스에서 UUID를 생성할 수 있는 함수를 활성화한다.

UUID를 기본키로 사용하는 테이블 생성:

다음은 UUID를 기본키로 사용하는 테이블을 생성하는 SQL 명령이다.

CREATE TABLE orders (
    order_id UUID DEFAULT uuid_generate_v4() PRIMARY KEY,
    user_id INT NOT NULL,
    store_id UUID NOT NULL,
    total_price NUMERIC(10, 2),
    total_quantity INT,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

여기서 order_id 필드는 UUID 타입이며, 기본값으로 uuid_generate_v4() 함수를 사용하여 UUID를 자동으로 생성하도록 설정되어 있다.

Spring Boot와 JPA에서 UUID 기본키 사용하기:

Spring Boot 애플리케이션에서 JPA를 사용하여 UUID를 기본키로 사용하는 엔티티를 정의하는 방법은 다음과 같다.

package com.baedalping.delivery.order.entity;

import jakarta.persistence.*;
import java.util.UUID;
import lombok.*;

@Entity
@Table(name = "orders")
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Getter
@Setter
public class Order {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
    @Column(name = "order_id", updatable = false, nullable = false, columnDefinition = "UUID")
    private UUID orderId;

    @Column(name = "user_id", nullable = false)
    private Long userId;

    @Column(name = "store_id", columnDefinition = "UUID", nullable = false)
    private UUID storeId;

    @Column(name = "total_price", precision = 10, scale = 2)
    private Double totalPrice;

    @Column(name = "total_quantity")
    private Integer totalQuantity;

    @Column(name = "created_at", nullable = false, updatable = false)
    private LocalDateTime createdAt;

    @Column(name = "updated_at")
    private LocalDateTime updatedAt;
}

orderId 필드는 UUID 타입으로 지정되며, @GeneratedValue 어노테이션의 strategy를 GenerationType.AUTO로 설정하여 UUID가 자동으로 생성되도록 한다.
columnDefinition을 UUID로 설정하여 PostgreSQL에서 UUID 타입을 명시적으로 지정한다.

3. UUID를 기본키로 사용함으로써 얻는 장점과 단점

장점:
- 전 세계 고유성: 여러 서버 간 또는 여러 인스턴스 간의 고유성 보장. 특히 분산 시스템에서 유용하다.
- 보안성: 순차적인 ID 값은 데이터베이스의 내부 구조를 추측할 수 있는 위험이 있지만, UUID는 난수 기반이므로 추측이 어렵다.
- 병렬 처리의 효율성: 여러 서버에서 동시에 레코드를 생성해도 충돌 없이 고유한 ID를 생성할 수 있다.
단점:
- 성능 저하: UUID는 정수형 ID보다 크기 때문에 인덱싱 및 검색 성능이 상대적으로 떨어질 수 있다.
- 메모리 사용량 증가: UUID는 정수형 ID보다 크기 때문에 저장 공간과 메모리 사용량이 증가할 수 있다.

4. UUID 사용 시 고려할 점

인덱싱 전략:
- UUID를 기본키로 사용할 때 인덱싱을 최적화해야 한다. PostgreSQL에서는 btree 인덱스가 기본이지만, UUID에 적합하지 않을 수 있다. hash 또는 pg_trgm과 같은 다른 인덱스를 고려할 수 있다.
UUID 버전 선택:
- UUID는 여러 버전이 있으며, 각각 생성 방식이 다르다. v1은 시간과 MAC 주소를 사용하여 생성하고, v4는 랜덤한 값을 사용하여 생성한다. 보안과 성능 요구 사항에 따라 적절한 버전을 선택해야 한다.
애플리케이션 레벨에서의 유효성 검증:
- UUID의 유효성 검증을 애플리케이션 코드에서 처리할 수 있다. 예를 들어, 잘못된 형식의 UUID가 입력되지 않도록 한다.

이 TIL을 통해 PostgreSQL의 특징, MySQL과의 차이점, UUID를 기본키로 사용하여 설계하고 구현하는 방법에 대해 학습했다. UUID를 기본키로 사용함으로써 분산 시스템에서의 고유성 보장과 보안성을 확보할 수 있으나, 성능에 미치는 영향도 고려해야 한다.

Skadi

이전 포스트

TIL : Kafka: 포괄적인 개요와 실습

다음 포스트