[DB] 데이터베이스 SORT MERGE JOIN (정렬 병합 조인)에 대하여

 SORT MERGE JOIN이란? 

조회의 범위가 많을 때 주로 사용하는 조인 방법론이며 양쪽 테이블을 각각 Access 하여 그 결과를 정렬하고 그 정렬한 결과를 차례로 Scan 해 나가면서 연결고리의 조건으로 Merge를 하는 방식입니다. 주로 조인 조건 칼럼에 인덱스가 없거나, 출력해야 할 결과 값이 많을 때 사용됩니다. 조회의 범위가 좁을 때 유리한 Nested Loop Join의 조인 방식과 장단점이 서로 바뀌어있다고 생각하시면 이해하기 쉽습니다.

 

SORT MERGE JOIN의 사용처

1. 연결 고리에 인덱스가 전혀 없는 경우

2. 대용량의 자료를 조인할때 유리한 경우

3. 조인 조건으로 <, >, <=, >=와 같은 범위 비교 연산자가 사용된 경우

4. 인덱스 사용에 따른 랜덤 액세스의 오버헤드가 많은 경우

 

SORT MERGE JOIN의 동작 방식

select /**USER_MERGE(A B) */ A.Color, B.SIZE,...
from TABLE_A A,TABLE_B B
where a.joinkey_a = b.joinkey_b -- join key에 대한 인덱스가 테이블 둘 모두 다 없음
and a.color = 'RED' --인덱스 있음
and b.size = 'MED'; --인덱스 없음

위와 같은 쿼리에 color칼럼에만 인덱스가 있다고 가정하였을 때 SORT MERGE JOIN로 이 쿼리가 동작된다면 아래와 같은 프로세스로 동작하게 됩니다.  

 

위의 숫자에 있는 순서대로 1~5번대로 차례로 진행됩니다. 먼저 왼쪽과 오른쪽에 있는 TABLE_A와 TABLE_B를 동시에 ACCESS 합니다. 여기서 COLOR에 인덱스가 걸려있기에 TABLE_A는 인덱스 스캔을 할 것이고 TABLE_B는 테이블 풀스 캔을 하겠죠. 그리고 이렇게 조회된 데이터들은 TABLE_A에서 읽은 데이터는 JOINKEY_A를 기준으로, TABLE_B에서 읽은 데이터는 JOINKEY_B를 통해 별도의 공간에서 SORT 작업을 거치게 됩니다. 두 개의 정렬 작업이 모두 완료되었다면 정렬한 결과를 차례로 Scan 해 나가면서 연결고리의 조건으로 Merge 하여 리턴하게 됩니다.  

 

위에서 설명한 SORT MERGE JOIN의 동작 방식의 내용을 간단하게 다시 정리하자면 아래의 3단계로 이루어진다고 생각하시면 됩니다.

 

1. 각 테이블에 대해 동시에 독립적으로 데이터를 먼저 읽어 들인다.

2. 읽혀진 각 테이블의 데이터를 조인을 위한 연결고리에 대하여 정렬을 수행한다.

3. 정렬이 모두 끝난 후에 조인 작업이 수행한다.

 

 SORT MERGE JOIN의 성능 개선 포인트 

ACCESS 하는 속도를 향상 시킨다. 

SORT MERGE JOIN은 가장 먼저 양쪽 테이블을 Access 하는 과정을 거쳐야 합니다. 이 속도를 빠르게 해 준다면 속도 향상에 도움이 되겠죠. 테이블을 Access 할 때 FULL TABLE SCAN이냐 INDEX RANGE SCAN이냐 하는 등 테이블을 Access 하는 방법을 다양한 방법을 통해 최적화시킨다면 SORT MERGE JOIN의 속도도 자연스럽게 최적화할 수 있습니다.

 

정렬 속도의 향상

SORT MERGE JOIN은 양쪽 테이블에서 조회한 데이터들을 정렬시켜야 합니다. 이때 조인 조건 컬럼이 이미 정렬되어 있다면 정렬을 하는 작업을 단축시켜 검색 속도 향상에 도움이 될 것입니다. 

 

양쪽의 정렬까지 완료되는 속도를 맞추어줌

SORT MERGE JOIN은 양쪽 테이블을 ACCESS하고 조회한 데이터들을 정렬할때 어느 한쪽이라도 정렬 작업이 종료되지 않으면 한쪽이 대기 상태가 되고 다른 한쪽의 정렬이 완전히 끝날 때까지 조인이 시작될 수 없습니다. 그렇기에 두 테이블 ACCESS속도와 정렬 속도를 최대한 비슷하게 맞추어주는 것이 좋습니다. 비교해야 할 두 테이블의 데이터 양이나 정렬 속도를 고려하여 최대한 맞춰주는 것이 효율성 측면에서 좋습니다.

 

SORT_AREA_SIZE 최적화

SORT MERGE JOIN은 두 테이블 간의 비교가 이루어지기 전에 수행하는 정렬 작업을 위해 별도의 정렬 공간이 필요하며 이 공간은 SORT_AREA_SIZE 크기만큼 메모리를 할당받아 사용하게 되고, 메모리가 부족하다면 Temporary Table Space를 이용하여 정렬을 수행하게 됩니다. 이때 Temporary Table Space를 사용하면 딜레이가 생기므로 SORT_AREA_SIZE를 적당한 크기로 설정해두는 것이 속도 향상에 도움이 됩니다.

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