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데이터베이스 Call이 성능에 미치는 영향




데이터베이스 Call이 성능에 미치는 영향

아래 데이터 모델을 보고 쉽게 짐작할 수 있듯이 '월요금납부실적' 테이블은 고객별 납입방법별 납입요금을 컬럼 값으로 입력하고, '납입방법별_월요금집계' 테이블은 납입요금을 납입방법코드별로 하나의 레코드로 입력하도록 하고 있다

기간계 시스템을 좌측으로 모델링하고, 정보계 시스템을 우측과 같이 납입방법코드를 PK로 끌어올렸을때, 기간계 시스템을 정보계 시스템으로 가져오기 위한 ETL 배치 프로그램이 필요하다고 가정하자.

대용량 데이터를 가공해 보지 않은 개발자들은 아래와 같은 패턴으로 프로그램을 작성한다.

  • PL/SQL 수행
    DECLARE 
      CURSOR C(INPUT_MONTH VARCHAR2) IS 
        SELECT 고객번호, 납입월, 지로, 자동이체, 신용카드, 핸드폰, 인터넷 
        FROM   월요금납부실적  
        WHERE 납입월 = INPUT_MONTH; 
     
      REC C%ROWTYPE; 
      LTYPE VARCHAR2(1); 
    BEGIN 
      OPEN C('200903'); 
     
      LOOP 
        FETCH C INTO REC; 
        EXIT WHEN C%NOTFOUND; 
     
        IF REC.지로 > 0 THEN 
          LTYPE := 'A'; 
          INSERT INTO 납입방법별_월요금집계 
                (고객번호, 납입월, 납입방법코드, 납입금액)  
          VALUES(REC.고객번호, REC.납입월, LTYPE, REC.지로); 
        END IF; 
     
        IF REC.자동이체 > 0 THEN 
          LTYPE := 'B'; 
          INSERT INTO 납입방법별_월요금집계 
                (고객번호, 납입월, 납입방법코드, 납입금액)  
          VALUES(REC.고객번호, REC.납입월, LTYPE, REC.자동이체); 
        END IF; 
     
        IF REC.신용카드 > 0 THEN 
          LTYPE := 'C'; 
          INSERT INTO 납입방법별_월요금집계 
                (고객번호, 납입월, 납입방법코드, 납입금액)  
          VALUES(REC.고객번호, REC.납입월, LTYPE, REC.신용카드); 
        END IF; 
     
        IF REC.핸드폰 > 0 THEN 
          LTYPE := 'D'; 
          INSERT INTO 납입방법별_월요금집계 
                (고객번호, 납입월, 납입방법코드, 납입금액)  
          VALUES(REC.고객번호, REC.납입월, LTYPE, REC.핸드폰); 
        END IF; 
     
        IF REC.인터넷 > 0 THEN 
          LTYPE := 'E'; 
          INSERT INTO 납입방법별_월요금집계 
                (고객번호, 납입월, 납입방법코드, 납입금액)  
          VALUES(REC.고객번호, REC.납입월, LTYPE, REC.인터넷); 
        END IF; 
     
      END LOOP; 
     
      CLOSE C; 
     
    END;
    
  • 개발초기에는 소량의 테스트용 소량의 데이터만으로 프로그램을 수행하므로 무리없이 들어가지만, 프로젝트가 통합 테스트 단계로 접어들어 실 데이터들이 이관되기 시작하면 갑자기 문제가 심각해진다.
  • 처리해야 할 월요금납부실적이 100만 건이면 이 테이블에 대한 Fetch Call이 100만 번, 납입방법별_월요금집계 테이블로의 insert를 위한 Execute Call이 최대 100만번, 따라서 최대 200만 번의 데이터베이스 Call이 발생하게 된다.
  • 그나마 PL/SQL문으로 코딩했기 때문에 네트워크 트래픽 없는 Recursive Call이므로 제법 빠르게 수행된다.
  • JAVA 프로그램 수행
    public class JavaLoopQuery{ 
      public static void insertData( Connection con 
                                   , String param1 
                                   , String param2 
                                   , String param3 
                                   , long param4) throws Exception{ 
        String SQLStmt = "INSERT INTO 납입방법별_월요금집계  "  
                + "(고객번호, 납입월, 납입방법코드, 납입금액) " 
                + "VALUES(?, ?, ?, ?)"; 
        PreparedStatement st = con.prepareStatement(SQLStmt); 
        st.setString(1, param1); 
        st.setString(2, param2); 
        st.setString(3, param3); 
        st.setLong(4, param4); 
        st.execute(); 
        st.close(); 
     
      } 
     
      public static void execute(Connection con, String input_month)  
      throws Exception { 
        String SQLStmt = "SELECT 고객번호, 납입월" 
                       + "     , 지로, 자동이체, 신용카드, 핸드폰, 인터넷 " 
                       + "FROM   월요금납부실적 " 
                       + "WHERE  납입월 = ?"; 
        PreparedStatement stmt = con.prepareStatement(SQLStmt); 
        stmt.setString(1, input_month); 
        ResultSet rs = stmt.executeQuery(); 
        while(rs.next()){ 
          String 고객번호 = rs.getString(1); 
          String 납입월 = rs.getString(2); 
          long 지로 = rs.getLong(3); 
          long 자동이체 = rs.getLong(4); 
          long 신용카드 = rs.getLong(5); 
          long 핸드폰 = rs.getLong(6); 
          long 인터넷 = rs.getLong(7); 
          if(지로 > 0)     insertData (con, 고객번호, 납입월, "A", 지로); 
          if(자동이체 > 0) insertData (con, 고객번호, 납입월, "B", 자동이체); 
          if(신용카드 > 0) insertData (con, 고객번호, 납입월, "C", 신용카드); 
          if(핸드폰 > 0)   insertData (con, 고객번호, 납입월, "D", 핸드폰); 
          if(인터넷 > 0)   insertData (con, 고객번호, 납입월, "E", 인터넷); 
        } 
        rs.close(); 
        stmt.close(); 
      } 
     
      public static void main(String[] args) throws Exception{ 
     
        long btm = System.currentTimeMillis(); 
     
        Connection con = getConnection(); 
     
        execute(con, "200903"); 
     
        System.out.println("elapsed time : " + (System.currentTimeMillis() - btm)); 
     
        releaseConnection(con); 
      }
    
  • 위와 같이 어플리케이션에선 문제가 더 심각해 진다. 왜 문제인지는 아래 트레이스 결과를 보고 이야기 하자.
테스트

테이블을 생성하고 데이터를 넣는다.

CREATE TABLE 월요금납부실적
AS
SELECT TO_CHAR(OBJECT_ID) 고객번호
     , '200903' 납입월
     , round(dbms_random.value(1000, 10000), -2) 지로
     , round(dbms_random.value(1000, 10000), -2) 자동이체
     , round(dbms_random.value(1000, 10000), -2) 신용카드
     , round(dbms_random.value(1000, 10000), -2) 핸드폰
     , round(dbms_random.value(1000, 10000), -2) 인터넷
FROM   ALL_OBJECTS
WHERE ROWNUM <= 30000;

CREATE TABLE 납입방법별_월요금집계 (
  고객번호      NUMBER
, 납입월        VARCHAR2(6)
, 납입방법코드  VARCHAR2(1)
, 납입금액       NUMBER
) ;

앞의 PL/SQL문을 수행한 SQL 트레이스 결과

SELECT 고객번호, 납입월, 지로, 자동이체, 신용카드, 핸드폰, 인터넷 
FROM
 월요금납부실적 WHERE 납입월 = :B1 


call     count       cpu    elapsed       disk      query    current        rows
------- ------  -------- ---------- ---------- ---------- ----------  ----------
Parse        1      0.00       0.00          0          0          0           0
Execute      1      0.00       0.03          0          1          0           0
Fetch    30001      0.32       0.25          0      30004          0       30000
------- ------  -------- ---------- ---------- ---------- ----------  ----------
total    30003      0.32       0.29          0      30005          0       30000

Misses in library cache during parse: 1
Misses in library cache during execute: 1
Optimizer mode: ALL_ROWS
Parsing user id: 41     (recursive depth: 1)

Rows     Row Source Operation
-------  ---------------------------------------------------
  30000  TABLE ACCESS FULL 월요금납부실적 (cr=30004 pr=0 pw=0 time=150156 us)
********************************************************************************
  
INSERT INTO 납입방법별_월요금집계 (고객번호, 납입월, 납입방법코드, 납입금액) 
VALUES
(:B4 , :B3 , :B2 , :B1 )


call     count       cpu    elapsed       disk      query    current        rows
------- ------  -------- ---------- ---------- ---------- ----------  ----------
Parse        5      0.00       0.00          0          0          0           0
Execute 150000      3.38       3.14          0       2440     162387      150000
Fetch        0      0.00       0.00          0          0          0           0
------- ------  -------- ---------- ---------- ---------- ----------  ----------
total   150005      3.38       3.14          0       2440     162387      150000

Misses in library cache during parse: 1
Misses in library cache during execute: 1
Optimizer mode: ALL_ROWS
Parsing user id: 41     (recursive depth: 1)
  • 총소요시간 : 1377 msc
  • 데이터베이스 call : 180008
SELECT 고객번호, 납입월     , 지로, 자동이체, 신용카드, 핸드폰, 인터넷 
FROM
   월요금납부실적 WHERE  납입월 = :1


call     count       cpu    elapsed       disk      query    current        rows
------- ------  -------- ---------- ---------- ---------- ----------  ----------
Parse        1      0.00       0.00          0          0          0           0
Execute      1      0.00       0.00          0          0          0           0
Fetch     3001      0.14       0.27          0       3121          0       30000
------- ------  -------- ---------- ---------- ---------- ----------  ----------
total     3003      0.14       0.27          0       3121          0       30000

Misses in library cache during parse: 0
Optimizer mode: ALL_ROWS
Parsing user id: 41  

Rows     Row Source Operation
-------  ---------------------------------------------------
  30000  TABLE ACCESS FULL 월요금납부실적 (cr=3121 pr=0 pw=0 time=60062 us)


Elapsed times include waiting on following events:
  Event waited on                             Times   Max. Wait  Total Waited
  ----------------------------------------   Waited  ----------  ------------
  SQL*Net message to client                    3002        0.00          0.00
  SQL*Net message from client                  3002        0.06          0.43
********************************************************************************

INSERT INTO 납입방법별_월요금집계  (고객번호, 납입월, 납입방법코드, 납입금액) 
VALUES
(:1, :2, :3, :4)


call     count       cpu    elapsed       disk      query    current        rows
------- ------  -------- ---------- ---------- ---------- ----------  ----------
Parse   150000      1.35       1.26          0          0          0           0
Execute 150000      8.31       9.56          2     150130     746331      150000
Fetch        0      0.00       0.00          0          0          0           0
------- ------  -------- ---------- ---------- ---------- ----------  ----------
total   300000      9.66      10.82          2     150130     746331      150000

Misses in library cache during parse: 1
Misses in library cache during execute: 1
Optimizer mode: ALL_ROWS
Parsing user id: 41  

Elapsed times include waiting on following events:
  Event waited on                             Times   Max. Wait  Total Waited
  ----------------------------------------   Waited  ----------  ------------
  SQL*Net message to client                  150001        0.00          0.10
  SQL*Net message from client                150001        0.47         17.10
  db file sequential read                         2        0.00          0.00
  log file sync                              149996        0.18        828.75
  latch: messages                                 6        0.00          0.00
  latch: library cache                            1        0.01          0.01
  log file switch completion                      1        0.19          0.19
********************************************************************************
  • 총소요시간 : 942519 msc
  • 데이터베이스 call : 303,000번
  • select 문에서 Fetch Call이 앞에서보다 1/10 수준으로 준 것은 JAVA에서 FetchSize 기본 설정이 10이기 때문이다.
  • insert문은 애플리케이션 커서 캐싱 기법을 사용하지 않았으므로 Execute Call과 같은 횟수만큼 Parse Call 발생했다.
  • 여기서 중요한것은 순수하게 서버에서 실행된 시간은 10여초에 불과, 나머지는 네트워크구간에서 소비한 시간, 그리고 데이터베이스Call이 발생할 때마다 매번 OS로부터 CPU와 메모리 리소스를 할당받으려고 소비한 시간이다.(User Call이 Recursive Call에 비해 더 심각한 부하를 일으키는 이유가 바로 여기있다.)
개선

아래와 같이 One-SQL로 통합하고 수행하면 1초가 채 걸리지 않는다.

INSERT INTO 납입방법별_월요금집계(납입월,고객번호,납입방법코드,납입금액) 
SELECT x.납입월, x.고객번호 
     , CHR(64 + Y.NO) 납입방법코드 
     , DECODE(Y.NO, 1, 지로, 2, 자동이체, 3, 신용카드, 4, 핸드폰, 5, 인터넷) 
FROM   월요금납부실적 x 
     ,(SELECT LEVEL NO FROM DUAL CONNECT BY LEVEL <= 5) y 
WHERE x.납입월 = '200903' 
AND   y.NO IN (  
        DECODE(지로, 0, NULL, 1) 
      , DECODE(자동이체, 0, NULL, 2) 
      , DECODE(신용카드, 0, NULL, 3)  
      , DECODE(핸드폰, 0, NULL, 4)  
      , DECODE(인터넷, 0, NULL, 5)  
) ; 
 
Call     Count CPU Time Elapsed Time       Disk      Query    Current       Rows 
------- ------ -------- ------------ ---------- ---------- ---------- ---------- 
Parse        1    0.000        0.000          0          0          0          0 
Execute      1    1.190        1.304          0       1590       3835     150000 
Fetch        0    0.000        0.000          0          0          0          0 
------- ------ -------- ------------ ---------- ---------- ---------- ---------- 
Total        2    1.190        1.304          0       1590       3835     150000 
 
Misses in library cache during parse: 0 
Optimizer goal: FIRST_ROWS 
Parsing user: IBS_ADM (ID=41) 
 
Rows     Row Source Operation 
-------  --------------------------------------------------- 
      0  STATEMENT 
 150000   NESTED LOOPS  (cr=710 pr=0 pw=0 time=600157 us) 
      5    VIEW  (cr=0 pr=0 pw=0 time=96 us) 
      5     CONNECT BY WITHOUT FILTERING (cr=0 pr=0 pw=0 time=87 us) 
      1      FAST DUAL  (cr=0 pr=0 pw=0 time=4 us) 
 150000    TABLE ACCESS FULL 월요금납부실적 (cr=710 pr=0 pw=0 time=450321 us) 
 

데이터양이 많을 때는 소트 머지 조인 또는 해시 조인으로 유도하기 위한 약간의 튜닝이 필요하다.

 
INSERT INTO 납입방법별_월요금집계(납입월,고객번호,납입방법코드,납입금액) 
SELECT */*+ USE_MERGE(X Y) NO_EXPAND NO_MERGE(X) */* x.납입월, x.고객번호 
     , CHR(64 + Y.NO) 납입방법코드 
     , DECODE(Y.NO, 1, 지로, 2, 자동이체, 3, 신용카드, 4, 핸드폰, 5, 인터넷) 
FROM  (SELECT 1 DUMMY,납입월,고객번호,지로,자동이체,신용카드,핸드폰,인터넷  
       FROM   월요금납부실적 
       WHERE  납입월 = '200903') x 
     ,(SELECT 1 DUMMY, LEVEL NO FROM DUAL CONNECT BY LEVEL <= 5) y 
WHERE x.DUMMY = y.DUMMY 
AND   y.NO IN (  
        DECODE(지로, 0, NULL, 1) 
      , DECODE(자동이체, 0, NULL, 2) 
      , DECODE(신용카드, 0, NULL, 3)  
      , DECODE(핸드폰, 0, NULL, 4)  
      , DECODE(인터넷, 0, NULL, 5)  
) ; 

Call     Count CPU Time Elapsed Time       Disk      Query    Current       Rows 
------- ------ -------- ------------ ---------- ---------- ---------- ---------- 
Parse        1    0.000        0.000          0          0          0          0 
Execute      1    1.470        1.550          0       1037       3778     150000 
Fetch        0    0.000        0.000          0          0          0          0 
------- ------ -------- ------------ ---------- ---------- ---------- ---------- 
Total        2    1.470        1.550          0       1037       3778     150000 
 
Misses in library cache during parse: 0 
Optimizer goal: FIRST_ROWS 
Parsing user: IBS_ADM (ID=41) 
 
Rows     Row Source Operation 
-------  --------------------------------------------------- 
      0  STATEMENT 
 150000   MERGE JOIN  (cr=142 pr=0 pw=0 time=1004484 us) 
      5    SORT JOIN (cr=0 pr=0 pw=0 time=115 us) 
      5     VIEW  (cr=0 pr=0 pw=0 time=70 us) 
      5      CONNECT BY WITHOUT FILTERING (cr=0 pr=0 pw=0 time=55 us) 
      1       FAST DUAL  (cr=0 pr=0 pw=0 time=4 us) 
 150000    FILTER  (cr=142 pr=0 pw=0 time=854395 us) 
 150000     SORT JOIN (cr=142 pr=0 pw=0 time=254934 us) 
  30000      VIEW  (cr=142 pr=0 pw=0 time=60074 us) 
  30000       TABLE ACCESS FULL 월요금납부실적 (cr=142 pr=0 pw=0 time=72 us)
  • 총소요시간 : 1초안밖
  • 다음절에 나오는 Array Pocessing 기법을 활용하면, JAVA 같은 프로그램에서도 네트워크 트래픽을 획기적으로 줄여 줘 굳이 One-SQL로 작성하지 않더라도 성능개선 효과를 얻을수 있다.

"납입방법별_월요금집계" 테이블을 읽어 "월요금납부실적"을 가공하고자 할 때는 어떻게 하면될까?

의외로 아래와 같이 쿼리를 작성하는 개발자들이 많다.

INSERT INTO 월요금납부실적 
(고객번호, 납입월, 지로, 자동이체, 신용카드, 핸드폰, 인터넷) 
SELECT K.고객번호, '200903' 납입월 
     , A.납입금액 지로  
     , B.납입금액 자동이체  
     , C.납입금액 신용카드  
     , D.납입금액 핸드폰  
     , E.납입금액 인터넷  
FROM   고객 K 
     ,(SELECT 고객번호, 납입금액 FROM 납입방법별_월요금집계 
       WHERE  납입월 = '200903' 
       AND    납입방법코드 = 'A') A 
     ,(SELECT 고객번호, 납입금액 FROM 납입방법별_월요금집계 
       WHERE  납입월 = '200903' 
       AND    납입방법코드 = 'B') B 
     ,(SELECT 고객번호, 납입금액 FROM 납입방법별_월요금집계 
       WHERE  납입월 = '200903' 
       AND    납입방법코드 = 'C') C 
     ,(SELECT 고객번호, 납입금액 FROM 납입방법별_월요금집계 
       WHERE  납입월 = '200903' 
       AND    납입방법코드 = 'D') D 
     ,(SELECT 고객번호, 납입금액 FROM 납입방법별_월요금집계 
       WHERE  납입월 = '200903' 
       AND    납입방법코드 = 'E') E 
WHERE  A.고객번호(+) = K.고객번호 
AND    B.고객번호(+) = K.고객번호 
AND    C.고객번호(+) = K.고객번호 
AND    D.고객번호(+) = K.고객번호 
AND    E.고객번호(+) = K.고객번호 ; 

I/O효율을 달성하려면 쿼리를 아래와 같이 작성해야 한다.

INSERT INTO 월요금납부실적 
(고객번호, 납입월, 지로, 자동이체, 신용카드, 핸드폰, 인터넷) 
SELECT 고객번호, 납입월 
     , NVL(SUM(DECODE(납입방법코드, 'A', 납입금액)), 0) 지로 
     , NVL(SUM(DECODE(납입방법코드, 'B', 납입금액)), 0) 자동이체 
     , NVL(SUM(DECODE(납입방법코드, 'C', 납입금액)), 0) 신용카드 
     , NVL(SUM(DECODE(납입방법코드, 'D', 납입금액)), 0) 핸드폰 
     , NVL(SUM(DECODE(납입방법코드, 'E', 납입금액)), 0) 인터넷 
FROM   납입방법별_월요금집계 
WHERE  납입월 = '200903' 
GROUP BY 고객번호, 납입월 ;

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