[SQLD]반정규화

1. 반정규화를 통한 성능향상 전략

가.반정규화의 정의

• 반정규화는 정규화된 엔티티,속성,관계를 시스템의 성능향상 및 개발과 운영의 단순화를 위해 중복,통합,분리 등을 수행하는 데이터 모델링 기법이다.
• 디스크 I/O량이 많아서 조회시 성능이 저하되거나, 테이블끼리의 경로가 너무 멀어 조인으로 인한 성능저하가 예상되거나, 컬럼을 계산하여 읽을 때 성능이 저하될 것이 예상되는 경우 반정규화를 수행하게 된다.
• 업무적으로 조회에 대한 처리성능이 중요하다고 판단될때 부분적으로 반정규화를 고려하게 된다.
• 설계단계에서 반정규화를 적용하게 되며, 반정규화 미수행시에는 다음과 같은 현상이 발생된다.
  • 성능이 저하된 데이터베이스가 생성될 수 있다.
  • 구축단계나 시험단계에서 반정규화를 적용할 때 수정에 따른 노력비용이 많이 든다.

나.반정규화의 적용방법

• 반정규화에 대한 필요성이 결정되면 컬럼의 반정규화 뿐만 아니라, 테이블의 반정규화, 관계의 반정규화를 종합적으로 고려하여 적용해야 한다.
• 반정규화는 막연하게 중복을 유도하는 것만을 수행하기 보다는 성능을 향상시킬 수 있는 다른방법을 고려하고 그 이후에 반정규화를 적용하도록 해야 한다.

• 반정규화의 대상을 조사한다.
  • 자주 사용되는 테이블에 액세스하는 프로세스의 수가 가장 많고, 항상 일정한 범위만을 조회하는 경우에 반정규화를 검토한다.
  • 테이블에 대량데이터가 있고 대량의 범위를 자주 처리하는 경우, 성능을 보장할 수 없는 경우에 반정규화를 검토한다.
  • 통계성 프로세스에 의해 통계정보를 필요로 할 때, 별도의 통계테이블(반정규화)를 생성한다.
  • 테이블에 지나치게 조인을 많이 하게 되어, 데이터를 조회하는 것이 기술적으로 어려울 경우 반정규화를 검토한다.

• 반정규화의 대상에 대해 다른 방법으로 처리할 수 있는지 검토한다.
  • 테이블에 많은 조인하여 데이터를 조회하는 것이 기술적으로 어려운 경우 VIew를 검토한다. 조회성능을 향상 시키지는 않지만, SQL작성의 미숙함으로 인하여 생기는 성능저하를 예방할 수 있다.
  • 대량의 데이터처리나 부분처리에 의해 성능이 저하되는 경우 클러스터링을 적용하거나, 인덱스 조정을 통해 성능을 향상 시킬수 있다.
  • 대량의 데이터는 PK의 성격에 따라 파티셔닝 기법을 적용하여 성능저하를 방지할 수 있다.
  • 어플리케이션에서 로직을 구현하는 방법을 변경하므로써 성능을 향상 시킬수 있다.

• 반정규화를 적용한다.
  • 반정규화 대상으로는 테이블, 속성, 관계에 대해 적용할 수 있으며, 중복을 통한 방법만이 반정규화가 아니고, 테이블,속성,관계를 추가/분할/제거할 수도 있다.

2. 반정규화의 기법

가.테이블 반정규화

기법분류	기법	내용
테이블병합	1:1 관계 테이블병합	1:1 관계를 통합하여 성능향상
	1:M 관계 테이블병합	1:M 관계를 통합하여 성능향상
	슈퍼/서브타입 테이블병합	슈퍼/서브 관계를 통합하여 성능향상
테이블분할	수직분할	컬럼단위의 테이블을 디스크 I/O를 분산처리하기 위해 테이블을 1:1로 분리하여 성능향상(트랜잭션의 처리되는 유형파악이 선행되어야 함)
	수평분할	로우단위로 집중 발생되는 트랜잭션을 분석하여 디스크I/O 및 데이터 접근의 효율성을 높여 성능을 향상하기 위해 로우단위로 테이블을 쪼갬(관계가 없음)
테이블추가	중복테이블 추가	다른 업무이거나 서버가 다른 경우 동일한 테이블구조를 중복하여 원격조인을 제거하여 성능을 향상
	통계테이블 추가	SUM,AVG 등을 미리 수행하여 계산해 둠으로써 조회시 성능을 향상
	이력테이블 추가	이력테이블 중에서 마스터 테이블에 존재하는 레코드를 중복하여 이력테이블에 존재하는 방법
	부분테이블 추가	하나의 테이블을 전체 칼럼 중 자주 이용하는 집중화된 컬럼이 있을 경우, 디스크I/O를 줄이기 위해 해당 컬럼들을 모아놓은 별도의 반정규화된 테이블을 생성

나.컬럼 반정규화

반정규화 기법	내용
중복컬럼 추가	조인시 성능저하를 예방하기 위해,중복된 컬럼을 위치시킴
파생컬럼 추가	트랜잭션이 처리되는 시점에 계산에 의해 발생되는 성능저하를 예방하기 위해, 미리 계산하여 컬럼에 보관
이력테이블 컬럼추가	대량의 이력데이터 처리시 불특정 일 조회나 최근 값을 조회할때 나타날 수 있는 성능저하를 예방하기 위해 기능성 컬럼(최근값여부, 시작일자,종료일자)을 추가함
PK에 의한 컬럼추가	복합의미를 갖는 PK를 단일속성으로 구성했을 때 발생되며, PK안에 데이터가 존재하지만 성능향상을 위해 일반속성으로 포함하는 방법
응용시스탬 오작동을 위한 컬럼 추가	업무적으로는 의미가 없으나, 데이터 처리시 오류로 인해 원래값으로 복구하길 원하는 경우 이전 데이터를 임시적으로 중복보관하는 방법

다.관계 반정규화

반정규화 기법	내용
중복관계 추가	여러 경로를 거쳐 조인이 가능하지만, 성능저하를 예방하기 위해 추가적인 관계를 맺는 방법

테이블, 컬럼의 반정규화는 데이터 무결성에 영향을 미치나, 관계의 반정규화는 데이터 무결성을 깨뜨리지 않고도 성능을 향상시킬 수 있는 반정규화의 기법이다.

3. 정규화가 잘 정의된 데이터 모델에서 성능이 저하될 수 있는 경우

전화번호,메일주소,위치정보가 이력형태로 관리되는 데이터모델

• 공급자정보를 가져올 때, 최근의 전화번호/메일/위치정보를 가져오기 위해서는 복잡한 조인을 거쳐야 함.
• 공급자 테이블에 최근 변경된 전화번호,메일주소,위치컬럼을 반정규화하면 간단하게 정보를 조회할 수 있음

4. 정규화가 잘 정의된 데이터 모델에서 성능이 저하된 경우

분산환경에서 타서버의 테이블에서 정보를 가져올때

• 서버B에서 데이터를 조회할 때, 항상 부서명을 가져오기 위해서 서버A를 거쳐야 하므로 성능저하가 발생한다.
• 부서명을 서버B의 연계테이블에 반정규화함으로 써 성능을 개선 시킬 수 있다.