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Database

MySQL Update Subquery 성능 비교 (ver.5.6)

by 창천향로 창천향로 2020. 9. 1.
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지난 포스팅으로 select ~ where in (서브쿼리)와 같은 서브쿼리가 MySQL 5.6 버전에서 대폭 최적화 되었음을 확인하였는데요.

이번에는 update (update ~ where in (서브쿼리)) 에서도 서브쿼리 최적화가 잘 작동하는지 확인해보겠습니다.

0. 테스트 환경

테스트 환경은 이전 select 테스트때와 같습니다.

  • 메인 테이블 100만건
  • 서브 테이블1 (인덱스 O) 1000건
  • 서브 테이블2 (인덱스 X) 1000건

DDL 쿼리는 다음과 같습니다.

메인 테이블

-- 업데이트 대상 테이블
create table main_table
(
    id int not null auto_increment,
    target_id int not NULL,
    primary key (id)
)ENGINE=InnoDB;

서브 테이블1 (인덱스 O)

-- 업데이트 조건 테이블 (인덱스 없음)
create table sub_table_noindex
(
    id int not null
)ENGINE=InnoDB;

서브 테이블2 (인덱스 X)

-- 업데이트 조건 테이블 (인덱스 있음)
create table sub_table_index
(
    id int not null ,
    primary key (id)
)ENGINE=InnoDB;

자 그럼 실험을 해보겠습니다.

1. Subquery

먼저 테스트해볼 것은 서브쿼리인 경우입니다.

1-1. No Index

테스트할 쿼리는 아래와 같습니다.

update main_table
set target_id = 100000
where id in (select id from sub_table_noindex);

실행계획

subquery_noindex_plan

분명 MySQL 5.6부터는 서브쿼리의 최적화가 되었는데, 위 update쿼리의 실행계획을 보니 5.5 버전과 마찬가지로 최적화가 되지 않은 형태로 작동하는것을 확인할 수 있습니다.

위 실행 계획을 해석하면,

  • main_table을 풀스캔하면서 target_id 컬럼 값을 구해와서
  • 그 target_id 값을 이용해 서브쿼리를 한 건씩 체크 조건으로 실행
  • 해당 서브쿼리 역시 인덱스가 없어서 1000건을 다 체크

이 말은 전체 100만건의 main_table을 읽고, 서브 쿼리를 100만번 반복 실행하면서 그 서브쿼리 조차도 인덱스가 없어 1000건의 데이터를 일일이 체크한 것입니다.

즉,

  • 엑세스하는 데이터가 1,000,000 * 1,000 (10억)

서브쿼리 최적화가 안된 것을 볼 수 있는 id 값을 보면 두 라인이 서로 다릅니다.

이는 두 쿼리 (메인과 서브쿼리)가 조인이 아닌 서브쿼리로 실행되었음을 의미합니다.

그래서 실제로 수행시간을 보면?

수행시간

subquery_noindex_time

6분 35초가 걸렸습니다.

겨우 100만건 중 1000건을 Update하는데 6분이 넘는 시간이 걸린것이죠.
일반적인 커머스에서 테이블당 몇억건씩 쌓여있는 것을 고려하면 도저히 실무에서 사용할 수 있는 수준이 아닙니다.

자 서브 테이블에 인덱스를 걸어놓으면 어떻게 될지 보겠습니다.

1-2. Index

동일한 Update쿼리를 인덱스가 있는 서브테이블에 사용하게 되면 실행 계회은 다음과 같습니다.

실행계획

subquery_index_plan

인덱스가 없을때와 비교해서는 기존의 상관 서브쿼리 형태는 그대로지만, 인덱스로 인해 서브쿼리 자체의 실행이 개선 되었음을 확인할 수 있습니다.

그래서

  • 엑세스하는 데이터가 1,000,000 * 1 (100만)
    • 인덱스가 없는 것에 비하면 엑세스 하는 데이터가 1/1000으로 개선되었습니다.

type의 unique_subquery 는 WHERE 조건절에서 사용될 수 있는 IN (subquery) 형태의 쿼리를 위한 접근 방식입니다.
unique_subquery의 의미 그대로 서브 쿼리에서 중복되지 않은 유니크한 값만 반환할 때 이 접근 방법을 사용합니다.
위 쿼리 문장의 IN (subquery) 부분에서 subquery를 보면 서브테이블의 id는 중복이 없기 때문에 실행 계획의 두 번째 라인의 dept_emp 테이블의 접근 방식은 unique_subquery로 표시된 것입니다.

그래서 실제로 수행시간을 보면?

수행시간

subquery_index_time

기존 6분 35초에서 2초로 대폭 개선되었습니다.

이정도만 해도 충분히 개선된것 같은데요.
만약 여기서 Join으로 처리하게 되면 얼마나 개선이 될까요?

2. Join

서브쿼리에서 Join으로 변경해서 비교해보겠습니다.
위 서브쿼리를 Join쿼리로 아래와 같이 변경하여 테스트하였습니다.

-- 서브쿼리 사용하지 않고 JOIN으로 작성 (인덱스 없음)
update target_table a
    join source_table_noindex b on a.id = b.id
set a.target_id = 100001

2-1. No Index

먼저 서브테이블에 Index가 없는 경우를 보겠습니다.

실행계획

join_noindex_plan

이 실행계획을 해석하면

  • 첫번째 row가 서브테이블입니다.
    • 즉, 서브 테이블을 table full scan (type=ALL) 하고
    • 그 결과로 메인 테이블을 하나씩 바로 찍어서 (type=eq_ref) 메인 쿼리를 수행했음을 의미합니다.
  • 메인 테이블의 조건문은 index가 있는 id이기 때문에 인덱스로 바로 찾을 수 있는 것입니다.

즉,

  • 엑세스하는 데이터가 1,000 * 1 (1000)
    • 기존 인덱스 없는 서브 쿼리를 사용할때에 비해 접근하는 데이터가 1/100만 이 되었습니다.

그래서 실제로 수행시간을 보면?

수행시간

join_noindex_time

0.097초 라는 말도안되는 속도로 개선이 되었습니다.

2-2. Index

자 그럼 마지막으로 서브테이블까지 인덱스가 있는 경우엔 어떻게 될지 보겠습니다.

실행계획

join_index_plan

  • 서브쿼리가 전체 데이터를 사용하므로 index full scan (type=index) 이 발생하였습니다.
    • MySQL에서는 index full scan도 table full scan만큼 피해야할 대상입니다.
    • 만약 서브쿼리에 상세한 인덱스 조회 조건이 있었다면 당연히 더 개선된 실행 계획이 나왔을 것입니다.

그래서 마찬가지로

  • 엑세스하는 데이터가 1,000 * 1 (1000)
    • 기존 인덱스 없는 서브 쿼리를 사용할때에 비해 접근하는 데이터가 1/100만 이 되었습니다.

수행시간

join_index_time

수행시간은 0.06초로 서브테이블에 인덱스가 없는 경우와 거의 비슷합니다.
이는 아마도 다음과 같은 이유를 생각해볼 수 있는데요.

  • 이미 1초 이내라서 드라마틱한 차이가 날수가 없음
    • 체감하긴 어렵지만, 비율로 본다면 0.9초와 0.6초는 50%의 차이가 난다고 볼 순 있음
  • 서브쿼리에 상세한 인덱스 조회 조건이 없기 때문에 table full scan vs index full scan의 차이라서 차이가 크지 않음
    • 좀 더 인덱스를 탔을때 드라마틱한 성능 차이를 낼 수 있는 조회 조건을 사용한다면 큰 차이가 발생

결론

위와 같은 실험으로 다음과 같은 결론을 낼 수 있는데요.

  • MySQL 5.6 에서 서브쿼리가 개선되었지만, Update 에는 적용되지 않는다.
  • 즉, update ~ where in (서브쿼리) 형태는 다음의 방식으로 사용해야만 한다.
    • join을 쓰거나
    • join이 어렵다면 최소한 서브쿼리 테이블에 인덱스가 있어야만 한다.
    • 서브쿼리를 이용하여 update가 실행될 경우 업데이트 대상의 테이블 전체를 읽게 되어 매우 느리게 처리된다.
    • 서브쿼리를 이용할 경우 작은 테이블이라도 인덱스가 반드시 있어야 한다.

꼭 이렇게 실험을 하지 않더라도, 이미 MySQL 공식문서 에서는 Update/Delete 서브쿼리에 대해 주의점을 언급하고 있습니다.

docs

해석하면 (갓파고가..)

서브쿼리를 사용하여 단일 테이블을 수정하는 UPDATE 및 DELETE 문에는 최적화 도구에 Semi-Join 또는 Materialization-Subquery-Optimizations이 사용되지 않는다는 한계가 있다.
해결 방법으로 하위 쿼리가 아닌 조인을 사용하는 다중 테이블 UPDATE 및 DELETE 문으로 다시 작성해야 한다.

그래서 대량으로 update/delete 쿼리를 사용하실때 서브쿼리가 필요하시다면 꼭 서브테이블에 인덱스를 걸거나/Join으로 변경하시길 추천합니다.


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