들어가며
오늘은 MySQL에서 제공하는 스토리지 엔진에 대해 알아보겠습니다. MySQL은 단순한 RDBMS를 넘어 다양한 용도에 맞게 데이터를 저장할 수 있도록 여러 가지 스토리지 엔진을 제공합니다. 이 중에서도 실제 서비스에서 자주 사용되거나 특정 목적에 특화된 4가지(InnoDB, MyISAM, MEMORY, ARCHIVE) 엔진을 중심으로 살펴보겠습니다.
InnoDB
InnoDB는 MySQL의 기본 엔진으로 트랜잭션 처리, 자동 복구 등의 기능을 제공하는 가장 범용적이고 안정적인 엔진입니다.
특징
Row-Level Locking 기반 동시성 제어
InnoDB는 테이블 전체가 아닌 레코드 단위로 잠금(Shared Lock or Exclusive Lock)을 수행합니다. 이에 따라, 여러 사용자가 동시에 같은 테이블에 접근해도 다른 레코드를 수정하는 경우 충돌이 발생하지 않습니다. 덕분에, 쓰기 작업이 많은 서비스에서도 높은 성능을 유지할 수 있습니다.
Redo Log와 Undo Log 기반 트랜잭션 처리
InnoDB는 Redo Log와 Undo Log를 통해 ACID의 원자성과 지속성을 보장합니다.
- Redo Log
- 커밋된 작업의 변경 내용에 대한 로그
- 장애가 발생했을 때, 이 로그를 바탕으로 커밋된 변경 사항을 디스크에 다시 반영
- Undo Log
- 데이터 변경 이전의 상태에 대한 로그
- 트랜잭션이 중간에 실패하거나 사용자가
ROLLBACK명령을 수행하면, 이 로그를 활용해 복원 - MVCC(다중 버전 동시성 제어)에도 사용되어, 트랜잭션 간 일관된 조회 가능
InnoDB는 위 두 로그를 활용해 장애 상황에서도 데이터 일관성을 유지하고, 정상적으로 커밋된 작업은 보존, 비정상 종료된 작업은 무효화할 수 있습니다.
START TRANSACTION;
-- 잔액 차감
-- -> Undo Log에 이전 balance 저장
UPDATE account SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
-- 성공 시 COMMIT → Redo Log 기록 -> 데이터 반영
-- 실패 시 ROLLBACK → Undo Log 조회 -> 이전 값 복원
자동 복구 기능 (Crash Recovery)
InnoDB는 장애 발생 시 다음과 같은 방식으로 자동 복구를 수행합니다.
- MySQL 재시작
- Redo Log를 기반으로 커밋된 트랜잭션 재실행
- Undo Log를 미완료 트랜잭션 롤백
위와 같은 과정을 통해 시스템이 정상 종료되지 않았더라도 데이터를 완전한 상태로 복구할 수 있습니다.
외래 키 제약 조건 지원
InnoDB는 외래 키를 통해 참조 무결성을 보장하며, 연관된 테이블 간의 삭제/수정 제약도 함께 설정할 수 있습니다.
장점과 단점
앞서 살펴본 InnoDB의 구조적 특징을 바탕으로, 다음과 같은 장점과 단점을 가집니다.
장점
- ACID 준수
- Redo Log와 Undo Log를 기반으로 원자성과 지속성 보장
- 참조 무결성 보장
- 외래 키 제약 조건을 통해 연관된 테이블 간의 데이터 일관성 유지 가능
- 높은 동시성 처리
- Row-Level Locking 방식을 통해 동시에 여러 사용자가 하나의 테이블에 대한 수정 작업 가능
- 자동 복구 기능 지원
- 장애 발생 시 Redo Log와 Undo Log를 활용해 데이터 복구
단점
- 리소스 소비가 큼
- 트랜잭션, 버퍼 풀, MVCC, Undo/Redo Log 등 기능에 대한 비용 발생
- 읽기 중심의 대용량 집계 작업에 비효율적
- InnoDB는 실제 레코드를 스캔해야 정확한 값 도출 가능
관련 개념
Shared Lock과 Exclusive Lock
Shared Lock은 읽기 작업을 위한 락으로, 여러 트랜잭션이 동시에 동일한 데이터를 읽는 것을 허용합니다. 하지만, 쓰기 작업에 대한 트랜잭션은 대기해야 합니다. Exclusive Lock은 쓰기 작업을 위한 락으로, 락이 걸린 데이터에 대해 다른 트랜잭션이 읽거나 쓸 수 없습니다.
MySQL에서의 Exclusive Lock
MySQL의 경우 기본적으로 MVCC를 지원하고 있어 Exclusive Lock에서도 단순 SELECT는 가능하지만, 명시적으로 락을 요청하는 SELECT의 경우 불가합니다.
버퍼 풀
버퍼 풀은 디스크 I/O를 줄이기 위해 사용하는 메모리 캐시 영역입니다. 디스크에 저장된 테이블/인덱스 페이지를 한 번 읽어오면 메모리에 저장한 후, 이를 조회하거나 수정합니다.
MVCC
MVCC는 다중 트랜잭션 환경에서 읽관된 읽기를 가능하게 하는 동시성 제어 방식입니다. 하나의 데이터에 대해 여러 버전을 관리함으로써, 쓰기와 읽기 충돌 없이 병행될 수 있도록 도와줍니다.
MyISAM
MyISAM은 InnoDB 이전에 MySQL의 기본 엔진으로, 구조가 단순하고 읽기 성능이 우수하다는 특징을 가집니다. 하지만, 트랜잭션이나 외래 키 같은 기능은 지원하지 않기 때문에 데이터 정합성과 동시성 처리에는 제한이 있습니다.
특징
트랜잭션과 외래 키 미지원
COMMIT, ROLLBACK 같은 트랜잭션과 외래 키 제약 조건을 지원하지 않습니다. 이에 따라, 트랜잭션 로그를 유지하지 않아 실행 경로가 단순해지고 속도는 빨라지지만, 데이터 정합성을 직접 관리해야 합니다.
Table-Level Locking 방식
데이터 수정 발생 시 테이블 전체에 락을 걸기 때문에, 다수의 쓰기 작업이 동시에 발생하면 병목 현상이 발생합니다.
간단한 저장 구조
데이터를 .MYD, 인덱스를 .MYI 파일로 분리해 저장합니다. 이에 따라, 단순 파일 복사만으로도 백업이 가능합니다. 또한, 고정 길이 레코드를 활용해 빠르게 위치를 계산할 수 있어 접근 속도가 빠릅니다.
자동 복구 기능 미비
Redo Log와 Undo Log를 기록하지 않기 때문에 자동 발생 시 자동 복구가 불가능합니다. 이에 따라, 데이터 손상이 발생하면 myisamchk 같은 수동 복구 도구로 직접 복구해야 합니다.
장점과 단점
위와 같은 특징에 기반하여 다음과 같은 장점과 단점을 가지고 있습니다.
장점
- 읽기 성능 우수
- 트랜잭션, MVCC, 복잡한 버퍼 로직이 없음
COUNT(*)연산 시 테이블 전체를 스캔하지 않고 메타데이터로 즉시 응답
- 구조가 단순하여 오버헤드가 적음
- InnoDB와 달리 Undo/Repo 로그, 버퍼 풀, 트랜잭션 관리가 없음
- 백업 및 복원이 간담함
- 데이터(
.MYD)와 인덱스(.MYI) 파일만 복사하면 백업 가능
- 데이터(
단점
- 데이터 정합성 낮음
- 트랜잭션과 외래 키 기능을 지원하지 않아, 애플리케이션 레벨에서 직접 관리
- 낮은 동시성
- Table-Level Lock 으로 인해 다중 쓰기 작업에서 병목 발생
- 복구 안정성이 낮음
- 장애 발생 시 자동 복구 불가능
예상 질문
MySQL에서 제공하는 스토리지 엔진은 무엇이 있나요?
InnoDB (기본)
- 안정성이 중요한 경우 사용
- Undo Log, Redo Log를 활용해 트랜잭션 처리 및 데이터 복구 가능
- 외래 키를 통해 참조 무결성을 지원
MyISAM
- 읽기 성능이 중요한 경우 사용
- 구조가 단순 -> 버퍼 풀, MVCC, 트랜잭션 등 복잡한 로직이 존재하지 않음
InnoDB와 MyISAM의 차이는 무엇이 있나요?
Lock 방식
- InnoDB는 레코드 단위
- MyISAM은 테이블 단위
자동 복구 기능 지원 여부
- InnoDB는 지원
- Redo/Undo Log를 활용해 자동 복구 수행
- MyISAM은 미지원
- 수동 복구 수행 필요
InnoDB에서 사용하는 락의 종류는?
Shared Lock
- 읽기 전용 락으로, 쓰기 작업은 대기 필요
Exclusive Lock
- 읽기, 쓰기 작업 모두 대기 필요
- 하지만, MySQL은 기본 격리 수준이 REPETABLE_READ이므로 단순 SELECT는 가능
버퍼 풀은 무엇인가요?
- 디스크에 존재하는 테이블과 인덱스 정보를 저장하는 메모리 영역
- 캐싱을 통해, 빠르게 정보를 조회 가능
MVCC는 무엇인가요?
- 데이터에 대한 버전 관리
- 쓰기 작업을 진행할 때, 데이터를 읽을 수 있도록 하기 위함
