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3. 중복된 IN 조건의 활용




3. 중복된 IN조건의 활용

중복사용된 IN조건이 결합처리 실행계획에 참여할 수 있는 기준과 약간의 보조장치를 곁들이면 우리의 의도대로 유도할 수 있는 방법, 그리고 도저히 방법이 없는 경우에도 이를 해결할 수 있는 몇가지 방법들을 설명할 것이다. 이러한 활용원리를 이해하면 엑세스 효율 향상을 위해 IN을 활용하는 방법은 에플리케이션을 개발하는데 있어서 하나의 확실한 무기가 될 것이다.

3.1 중복 사용된 상수값 IN 조건의 실행계획

처리주관 인덱스에 속한 컬럼 중에서 중복 사용된 IN조건이 있다고 해서 모든 IN이 항상 결합처리 실행계획으로 분리되는 것이 아니다. 인덱스를 구성하고 있는 컬럼의 개수와 주어진 값이 상수값이냐, 서브쿼리냐에 따라 차이가 있다.

중복 사용된 IN조건이 실행계획에 미치는 영향을 알아보기 위해서 상수값으로 부여된 IN조건의 몇가지 형태를 살펴보기로 하자
( 단, 여기서 말하는 상수값이란 변수인 경우도 포함)

  • 만약 TAB1의 인덱스가 '지역 + 구분 + 발생일자' 로 되어 있다면 SQL1은 4개, SQL2는 8개의 분리된 실행계획이 나타난다.
  • 만약 인덱스가 '지역 + 구분 + 발생일자 + 부서코드' 와 같이 4개 컬럼으로 구성되어 있다면, SQL1은 '구분'까지만 분리되어 2개로 분리된 실행계획이, SQL2는 '지역', '구분'까지만 분리되어 4개의 분리된 실행계획이 나타난다.
  • 규칙1 : 인덱스 컬림이 3개 이하인 경우에 상수값(변수 포함)으로 된 IN조건은 정상적인 결합처리 실행계획을 수행한다.
  • 규칙2 : 4개 이상의 컬럼으로 구성된 결합인덱스가 상수값으로 부여된 IN조건을 가진 경우에는 두번째 컬럼까지는 정상적으로 분리되지만 세번째 컬럼부터는 분리 실행계획을 수립하지 않는다.

  • 이 SQL은 정상적인 4개의 분리된 결합처리 실행계획이 나타난다.
  • 여기있는 LIKE대신에 BETWEEN이나 =,<,>,<=,>=을 사용해도 결과는 동일하다.
  • 규칙3 : 4개 이상의 컬럼으로 구성된 결합인덱스가 상수값(변수포함)으로 부여된 IN 조건을 가진 경우에 중복된 IN조건 뒤에 '연속선'에 해당하는 조건이 오면 정상적으로 분리된 실행계획을 수립한다.
  • 규칙4 : 상수값으로 부여된 IN 조건을 가진 경우에 정상적으로 분리되지 않는 실행계획이 수립된다면 'USE_CONCAT' 힌트를 사용하여 정상적으로 분리시킬 수 있다.

3.2 서브쿼리를 포함한 중복 IN 조건의 실행계획

중복 사용된 IN조건에 서브쿼리가 포함되어 있으면 상수값들만 있을 때와는 큰 차이가 있다. 특히 서브쿼리의 IN 조건과 상수값의 IN 조건의 순서에 따라 실행계획은 크게 달라진다.

서브쿼리가 있는 중복 사용된 IN 조건이 실행계획에 미치는 영향을 알아보기 위해서 몇가지 형태를 살펴보기로 하자.

SELECT  ..................
FROM   TAB2  
WHERE  제품 = 'KH2200' 
  AND 부서코드 IN ( SELECT 부서코드
                      FROM 부서
                     WHERE 부서코드 LIKE  '21%' )
         and  매출구분 IN ( '1', '5', '7' ) ; 
  • 규칙5 : 서브쿼리 뒤에 오는(인덱스 컬럼 순서에서, "제품 + 부서코드 + 매출구분 + 매출일자" 또는 "제품 + 부서코드 + 매출구분 + 매출일자" ) 컬럼이 IN조건을 가지면 실행계획의 분리에 도움을 주지 못한다. 이러한 경우는 IN을 사용하지 말고 LIKE나 BETWEEN 등을 사용하는 것이 좋다.

이렇게 하기 곤란한 경우는 다음 장에서 제시하는 방법을 사용해야 한다.

  • 실행계획을 보면, 인덱스의 첫번째 걸럼인 '제품'의 IN 조건에 의해 크게 2개로 실행계획이 분리되었고, 서브쿼리는 각각의 실행계획마다 수행하여 '='을 공급했다.
  • 그결과 세번째 컬럼인 '매출구분'이 연속선에 해당하므로 이 조건이 '주류'역활을 할 수 있게 되었다.
  • 규칙6 : 서브쿼리 앞에 위치한 (인덱스 컬럼 순서에서) 컬럼이 IN 조건을 가지면서 실행계획 분리에 참여한다면 서브쿼리는 각각의 분리된 실행계획마다 중복해서 수행한다.

지금까지 설명한 중복된 IN의 실행계획의 수립상태를 다음 도표를 통해 정리합니다.
(가정 : 여기서 사용된 인덱스는 COL1, COL2, COL3, COL4 순으로 구성)


3.3 결합처리 실행계획이 불가능한 형태의 해결

'모든 점을 서브쿼리에서 생성하여 메인쿼리에 공급해 주는 방법' 으로 옵티마이저 대신에 우리가 '점 집합' 을 만드는 서브쿼리를 이용하여 메인쿼리에게 제공자 역활을 하도록 한다면 분리된 실행계획과 다를 것이 없다.
'점 집합' 이란 모두가 ' = ' 인 조건을 의미하므로, 메인쿼리는 항상 '=' 조건에 따라 수행하므로 불필요한 액세스가 발생하지 않는다. 이러한 '점 집합' 을 만드는 방법은 앞서 우리가 원하는 임의의 집합을 만들었던 다양한 방법들이 동원된다. 가령 데이터를 복제하거나 인라인뷰, 사용자 지정 저장형 함수 등을 활용한 것이다.

그러면 지금부터 사례를 통해 다양한 활용 방법들을 알아보기로 한다.

SELECT  ..................
FROM   TAB2  
WHERE  제품 = 'KH2200' 
  and  부서코드 LIKE  :DEPT||'%' 
  and  매출구분 IN ( '1', '5' ) 
  and  매출일자  BETWEEN :S_DATE  and  :E_DATE ; 
  • 여기서 사용될 TAB2의 인덱스는 '제품 + 부서코드 + 매출구분 + 매출일자' 라고 정하자.
  • 이 테이블에 지난 몇 년간의 데이터가 들어있다고 한다면 마지막에 위치한 '매출일자'의 조건은 전체 처리범위를 줄이는데 큰 영향을 미친다.
  • 그러나 이 컬럼이 '주류' 역활을 하기 위해서는 선행 컬럼들인 '부서코드', '매출구분' 조건이 범위조건이 되어서는 안된다.
  • 이미 '매출구분'은 IN조건으로 사용되었으며, '부서코드'는 어떤 값을 부여받을지 모르기 때문에 서브쿼리를 사용할 수 밖에 없다.
  • 그러나, 이미 설명했듯이 서브쿼리 다음에 다시 '연속선'이 아닌 IN조건이 오면, 설사 힌트를 사용했다 하더라도 분리된 실행계획을 얻을 수 없다.

이러한 문제를 해결할 수 있는 다음 방법을 살펴보자.

SELECT  ..................
FROM   TAB2  
WHERE ( 제품, 부서코드, 매출구분, 매출일자 ) IN 
       ( SELECT 'KH2200', 
                부서코드,
                substr(NO,2,1),
                YMD
          FROM 부서 x, COPY_T y, YMD_DUAL z
         WHERE 부서코드 LIKE  :DEPT||'%' 
           and  y.NO IN ( '1',  '5' ) 
           and  YMD BETWEEN :S_DATE  and  :E_DATE ) 
  • 이 SQL은 모든 '점 집합'을 만들어 메인쿼리에 공급하고 있는 모양이다.
  • 서브쿼리에서 '점 집합'을 만들기 위해 '부서' 테이블과 데이터 복제용 모조 테이블인 'COPY_T', 그리고 매출일자를 위해 'YMD_DUAL' 테이블을 조인하였다.
  • 서브쿼리내의 조인 조건(WHERE절 이하)들은 서로 연결고리를 가지고 있지 않으므로, 카테시안 곱만큼의 로우를 추출한다.
  • 이로서 메인쿼리는 반드시 액세스 해야 할 대상만 '=' 조건으로 수행하므로, 불필요한 엑세스는 전혀 발생하지 않는다.
  • 주의해야 할 사항은 이 서브쿼리가 제대로 제공자 역활을 했는지 확인하는 것이다.

3.4 IN 활용 시의 주의사항

실무에서 자주 발생하는 주의 사항들을 유형별로 소개한다.

3.4.1 IN 서브쿼리로 인한 메인쿼리의 중복 처리

IN 서브쿼리가 우리가 원하는 공급자 역활을 했음에도 불구하고, 메인쿼리가 이 결과값을 제대로 사용할 수 없게 인덱스가 구성되어 있는 경우, 오히려 부하를 크게 증가시킨다.
좀더 쉽게 설명하면, 서브쿼리가 제공한 결과값이 '주류' 역활을 하지 못하고, '비주류' 역활을 하게 됨으로써, 제공받은 각각의 값들마다 메인쿼리가 중복해서 수행하게 된다는 것이다.

좀 더 자세한 내용을 알아보기 위해 다음과 같은 사례를 살펴보기로 하자.

SELECT  *   
FROM   ORD_ITEM_T 
WHERE  주문일자 BETWEEN  '19980501' AND '19980510'
        and   제품 코드 IN (SELECT  제품코드 
                              FROM  PRODUCT 
                              WHERE 제품명 LIKE  'SM%')
        and   금액 > 1000000 ;
  • ORD_ITEM_T 테이블에는 'ORD_ITEM_IDX'라는 인덱스가 '주문일자 + 제품코드' 로 구성되어 있으며, PRODUCT 테이블에는 'PRODUCT_NAME_IDX' 라는 유일 인덱스가 '제품명' 컬럼으로 구성되어 있다.
  • 여기에서 '제품코드'를 찾는 서브쿼리는 엑세스 효율화를 위해 추가한 것이 아니라, 사용자가 입력한 '제품명'으로 '제품코드'를 찾기 위해 삽입한 것이다.

이 SQL의 실행계획을 확인해 보자.

Rows     Execution Plan
-------  ---------------------------------------------------
    530 NESTED LOOPS
    530    TABLE ACCESS (BY ROWID) OF 'PRODUCT'
    531       INDEX (RANGE SCAN) OF 'PRODUCT_NAME_IDX(NON-UNIQUE)' 
    260    TABLE ACCESS (BY ROWID) OF 'ORD_ITEM_T'
  56800       INDEX (RANGE SCAN) OF 'ORD_ITEM_IDX(NON-UNIQUE)' 
  • 이 실행계획을 살펴보면 서브쿼리가 먼저 수행하여 메인쿼리에 결과를 제공했음을 알 수 있다.
  • 그러나, 메인쿼리의 처리주관 인덱스가 엄청나게 불필요한 엑세스가 발생한 것을 발견할 수 있다.
  • 이 문제의 발생 원인은 서브쿼리가 수행되어 공급자 역활을 했지만, 메인쿼리의 'ORD_ITEM_IDX' 인덱스의 선행컬럼인 '주문일자'가 '='이 아니므로, 서브쿼리가 공급한 530개의 각 로우마다 " 주문일자 BETWEEN '19980501' AND '19980510' " 범위를 중복해서 스캔했기 때문이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법을 사용해 보자.

SELECT  *   
FROM   ORD_ITEM_T 
WHERE ( 주문일자, 제품코드 ) IN  
                ( SELECT YMD, 제품코드
                    FROM YMD_DUAL x,  PRODUCT y
                   WHERE 주문일자 BETWEEN  '19980501' AND '19980510'
                     AND 제품명 LIKE 'SM%' )
 AND   금액 > 1000000 ;
  • '주문일자'를 별도의 서브쿼리로 바꾸면 중복된 IN이 발생하여 분리된 실행계획을 얻을 수 없으므로, 서브쿼리에서 모든 점을 만들어 공급하는 방법을 사용한다.

3.4.2 공급자 역활을 못하는 서브쿼리의 해결

공급자 역활을 위해 추가된 서브쿼리가 확인자로 사용되면 심각한 문제를 유발시킨다는 것을 언급했다. 이러한 문제가 발생하지 않도록 몇가지 방법을 소개한다.

다음의 SQL은 공급자 역활을 위한 서브쿼리가 확인자 역활을 하게 된 경우다.

SELECT 종목코드, count(*), sum(계약금액)/1000
  FROM 계약내역
 WHERE 종목코드 IN ( SELECT 종목코드
                      FROM  종목 )
   AND 계약일 = to_char(sysdate,'yyyymmdd')
  • 이 SQL에 사용된 인덱스는 '종목코드 + 계약일 + 계약순서' 라고 가정한다.

(1) 서브쿼리의 조건에 확실한 선처리 조건을 부여하는 방법

SELECT 종목코드, count(*), sum(계약금액)/1000
FROM  계약내역
WHERE 종목코드 IN ( SELECT 종목코드
                                 FROM  종목코드테이블
                                WHERE 종목코드 > ' ' )
        and  계약일 = to_char(sysdate,'yyyymmdd')

(2) 서브쿼리에 있는 SELECT-LIST 컬럼을 가공시키는 방법
이 방법은 IN의 서브쿼리에 사용된 SELECT-LIST인 '종목코드'를 강제로 가공시켜, 서브쿼리가 나중에 수행될 때 사용할 연결고리를 못쓰게 함으로써 옵티마이져가 서브쿼리를 먼저 수행하게 한다. (데이터베이스 버전에 따라 차이 있을 수 있음)

SELECT 종목코드, count(*), sum(계약금액)/1000
  FROM 계약내역
 WHERE 종목코드 IN ( SELECT 종목코드 || ''
                      FROM  종목코드테이블 )
   AND 계약일 = to_char(sysdate,'yyyymmdd')

(3) 서브쿼리를 GROUP BY 시키는 방법
서브쿼리에 메인쿼리의 컬럼을 가지지 않고 그룹함수를 사용했다면 서브쿼리가 먼저 수행할 가능성이 매우 높다. 이와같이 옵티마이져 특성을 이용하여 서브쿼리가 먼저 실행되도록 유도한다.

SELECT 종목코드, count(*), sum(계약금액)/1000
  FROM  계약내역
 WHERE 종목코드 IN ( SELECT 종목코드
                      FROM  종목코드테이블
                  GROUP BY 종목코드  )
   AND 계약일 = to_char(sysdate,'yyyymmdd')

(4) 힌트(PUSH_SUBQ)를 사용하는 방법
서브쿼리를 먼저 수행시켜 달라는 'PUSH_SUBQ' 힌트를 사용하여 서브쿼리가 먼저 수행되도록 할 수 있다.

SELECT /*+ PUSH_SUBQ */
       종목코드, count(*), sum(계약금액)/1000
  FROM 계약내역
 WHERE 종목코드 IN ( SELECT 종목코드
                       FROM  종목코드테이블 )
  AND 계약일 = to_char(sysdate, 'yyyymmdd')

3.4.3 논리합 연산자에서 'STOP KEY'의 비효율

조건을 만족하는 첫번째 로우를 찾으면 더 이상 처리하지 않고, 멈추도록 하기 위해서 EXISTS나 ROWNUM을 사용한다. 만약 처리주관 범위가 IN이나 OR일 때, 즉 결합처리 실행계획이 수립된 경우 ROWNUM을 사용하면 처리를 멈추기 못하고 전체 범위를 모두 처리한다.

이해를 돕기 위해 다음의 SQL을 보자. 1998년 1월에 발생한 계약 중에서 종목코드가 '01' 이거나 '02' 또는 '04' 인 데이터를 한건만 추출하고자 한다. (인덱스가 '종목코드 + 계약일자' 로 구성)

  • 실행계획을 살표보면 정상적으로 분리되어 결합처리 실행계획이 수행되었다.
  • 그러나 분리된 각각의 엑세스는 필터(FILTER)처리가 들어있다.
  • 또 하나 특이한 것은 두번째 줄에 있는 'COUNT' 에 'STOPKEY'가 빠져 있다.
  • 우측에 실행된 ROWs(로우 수)를 보면 분리된 실행계획 마다 모두 전체범위 처리를 했다.
  • 조건에서 ' ROWNUM = 1 ' 만 처리하라고 했으므로 분리된 엑세스 중에서 어느 하나가 조건을 만족하면 처리를 멈춰야 한다.
  • 그런데, 왜 각 엑세스에 분리되어 있는 필터처리는 첫번째 로우를 만났지만 멈추지 않았을까?
    필터처리는 단순히 처리하고 있는 로우의 ROWNUM을 체크하여 1이면 취하고 아니면 버리는 일을 끝까지 계속한다. ROWNUM이 1인 로우는 하나뿐이므로 ROWNUM이 1인 로우가 지나간 다음에는 영원히 1은 올 수 없다. 그래서 분리된 다른 엑세스에서는 분명히 ROWNUM=1 이 없을 것이지만 체크작업은 끝까지 계속되었던 것이다.

이러한 문제를 피할갈 수 있는 방법은 다음 SQL의 결합처리 실행계획을 수립하지 않도록 IN조건을 BETWEEN 으로 대치시킨 것이다.

  • 이 SQL 의 길이가 늘어난 것이 흠이지만 실행한 일의 양은 현저하게 감소했다.
  • 실행계획을 살펴보면 'COUNT(STOPKEY)'가 각 실행단계마다 들어 있다.

문서에 대하여

  • 최초작성자 : [VLDB:김명애]
  • 최초작성일 : 2007년 12월 14일
  • 이 문서는 오라클클럽 [대용량 데이터베이스 스터디] 모임에서 작성하였습니다.
  • 이 문서의 내용은 이화식님의 대용량 데이터베이스 솔루션2 을 참고했습니다.

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