DB Index

Index 란?

데이터의 위치를 빠르게 찾아주어 테이블 동작 속도(조회)를 높여주는 자료구조

특징

• Index는 MYI(MySQL Index) 파일에 저장하여 보관
• Index 설정이 없으면, Table Full Scan으로 성능 저하 및 치명적 장애 발생
• Index는 하나 혹은 두개 사양의 Column에 대해 설정 가능
• Index를 많이 설정한다고 검색 속도 향상으로 직결은 x
• Index는 한 Table 당 3~5개 적당
• DB 테이블의 PK 값은 기본적으로 인덱스로 지정되며 queryset을 통해 get이나 filter 메서드 요청시 PK로 조회하면 따른 컬럼으로 조회할 때보다 더 빠름
• 장점
  • 조회 속도 상승
• 단점
  • 생성, 수정, 삭제 속도가 감소하지만, 수정 및 삭제는 조회를 기반으로 하기에 Index로 보완

Full Scan & Range Scan

• Table Full Scan : Table에 포함된 Record를 처음부터 끝까지 읽어들인다
  • Index가 없는 Table의 데이터를 조회할 때 발생
• Table Range Scan : Table의 일부 Record에만 접근하여 읽어들인다
  • Index가 설정된 Table의 데이터를 조회할 때 발생

Index를 부여하는 대상 조건

• 높은 카디널리티 (해당 Column의 중복 수치가 낮음)
  • ex) 계좌 번호, 주민등록번호 > 성별, 학년
• 낮은 선택도 (한 Column이 갖는 값으로 여러 Row가 찾아지지 않아야 한다)
• 높은 조회 활용도 (해당 Column이 where의 대상 컬럼으로 많이 활용되어야 한다)
• 낮은 수정 빈도 (Index도 Table이기에 Index로 지정된 Column값 변경시 Index Table도 갱신되어야 하기에 차후 수정 가능성이 낮아야 한다)

사용 시기

• 하나의 테이블에 컬럼 수가 너무 많아 full-scan시 성능 저하 발생할 때 사용
  - 컬럼수가 적다면, full-scan의 비용이 낮아 index로 처리시 더 많은 비용 발생
• 예시
  • 배달의 민족에서 현재 주소 및 위치 중심으로 배달 가능 음식점 조회시 DB Index 설정으로 빠른 조회 성능 향상
  • 인스타그램에서 팔로잉들의 게시글 조회시엔 잦은 게시글 생성 발생으로 오히려 DB Index 설정시 성능 저하 우려

동작 순서

1. DB Table에서 특정 컬럼에 DB Index 설정
2. 해당 컬럼과 foreign key가 DB Index 테이블에 저장됨
3. DB Index 테이블에서 where에 포함된 값 조회
4. 해당 값의 foreign key가 가리키는 DB Table PK 값 불러오기
5. 가져온 PK 값으로 기존 테이블에서 값 조회

내부 원리

• B-Tree 기반 자료구조
• 이진트리 검색 (Binary Search)
  • O(Log N)의 빠른 조회 성능
  • 내부 데이터 정렬 기반으로 생성, 수정, 삭제시마다 정렬이 일어나 성능 저하 우려

Django DB Index 사용법

1. models.py에서 각 모델 정의시 DB Index를 처리할 컬럼의 매개변수에 db_index=True 넣어주기

   •   email = models.EmailField(unique=True, db_index=True) 

2. 하나의 DB Table에서 여러 필드 한번에 DB Index 처리

   •   class Meta:
              db_table = 'users'
               indexes = [
                  models.Index(fields=['name', 'email'])
               ] ```

Index 종합

• 검색 및 조회 성능 향상
• 생성, 수정, 삭제의 성능 감소가 있지만 수정 및 삭제는 조회를 필요로 하기에 미미
• Index Table을 위한 추가 공간과 시간(리소스) 필요