MySQL 엔진의 구성요소 설명

1. Connection Handler

• 역할: MySQL 서버는 클라이언트가 데이터베이스에 연결할 수 있도록 Connection Handler가 관리합니다. 클라이언트가 MySQL 서버에 연결을 요청하면, 이 요청을 받아들여 세션을 생성하고 연결을 유지하는 역할을 합니다.
• 기능:
  • 클라이언트가 서버에 연결하면 해당 연결을 처리할 스레드를 할당합니다.
  • 여러 클라이언트가 동시에 서버에 연결할 수 있도록 동시성 관리를 수행합니다.
  • 연결이 설정되면, 클라이언트의 요청을 처리하기 위한 스레드를 생성 또는 재사용하여 성능을 최적화합니다.
  • MySQL에서는 여러 연결을 효율적으로 관리하기 위해 스레드 풀(Thread Pool)을 사용합니다.
• 예시: 사용자가 데이터베이스에 접속해 쿼리를 실행하려면 먼저 MySQL 서버와 연결을 설정해야 합니다. 이때 Connection Handler가 연결 요청을 처리하고, 세션을 할당하여 이후의 SQL 쿼리를 처리할 수 있도록 준비합니다.

---

2. SQL Interface

• 역할: SQL Interface는 클라이언트가 MySQL 서버에 보낸 SQL 쿼리를 받아들이고, 이를 처리할 준비를 하는 역할을 합니다. 클라이언트는 SQL 명령을 이 인터페이스를 통해 MySQL에 전달합니다.
• 기능:
  • SQL 쿼리를 텍스트 형식으로 받아들이고, 이를 내부적으로 처리할 수 있는 구조로 변환합니다.
  • 클라이언트가 보낸 SQL 쿼리를 전달받아 적절한 MySQL 엔진의 처리 경로로 보냅니다.
  • 쿼리의 유형(SELECT, INSERT, UPDATE 등)을 식별하고 적절한 처리를 위해 SQL Parser로 전달합니다.
• 예시: 사용자가 SELECT * FROM users;라는 쿼리를 보냈을 때, SQL Interface는 이 쿼리를 받아들여 적절한 명령으로 변환하고, SQL Parser로 전달합니다.

---

3. SQL Parser

• 역할: SQL Parser는 클라이언트가 보낸 SQL 쿼리를 분석하고, 이를 이해할 수 있는 형식으로 변환하는 역할을 합니다. 쿼리의 문법을 검증하고, 쿼리를 내부적으로 처리할 수 있는 파싱 트리로 변환합니다.
• 기능:
  • SQL 구문을 분석하여 문법적으로 올바른지 확인합니다. 문법 오류가 있으면 클라이언트에게 오류 메시지를 반환합니다.
  • SQL 쿼리를 분석한 후, 내부적으로 파싱 트리(Parsing Tree)를 생성하여 쿼리를 최적화하고 실행할 수 있도록 준비합니다.
  • 쿼리에서 사용하는 테이블, 열, 조건 등을 파악하여 쿼리의 구조를 이해합니다.
• 예시: 사용자가 SELECT name FROM users WHERE age > 30; 쿼리를 보냈을 때, SQL Parser는 이 쿼리를 분석하여 users 테이블의 name 열을 참조하고, age가 30보다 큰 레코드를 검색하는 작업을 처리할 준비를 합니다.

---

4. SQL Optimizer

• 역할: SQL Optimizer는 SQL 쿼리를 가장 효율적으로 실행하기 위한 최적화 과정을 담당합니다. 데이터베이스는 다양한 방식으로 쿼리를 실행할 수 있는데, SQL Optimizer는 그 중에서 가장 빠르고 적절한 실행 계획을 선택합니다.
• 기능:
  • 쿼리 실행 계획(Query Execution Plan) 생성: Optimizer는 SQL 쿼리에 대한 여러 실행 계획을 생성하고, 각 계획에 대해 비용(시간, 자원 소모 등)을 계산하여 최적의 계획을 선택합니다.
  • 인덱스 선택: 테이블에 여러 인덱스가 있을 경우, 가장 적합한 인덱스를 사용해 검색 속도를 높입니다.
  • 조인 방식 선택: 여러 테이블 간 조인(Join)이 필요한 경우, 조인의 순서와 방식(중첩 루프 조인, 해시 조인 등)을 결정합니다.
  • 필터링 및 정렬 최적화: 쿼리에서 조건문이나 정렬이 있을 때, 이를 효율적으로 수행할 방법을 찾습니다.
• 예시: SELECT name FROM users WHERE age > 30 AND city = 'Seoul'; 쿼리를 실행할 때, SQL Optimizer는 age와 city에 각각 인덱스가 있는 경우, 어떤 인덱스를 사용할지 결정하고, 검색 및 필터링 과정을 최적화합니다.
• 실행 계획: EXPLAIN 명령을 통해 Optimizer가 선택한 실행 계획을 확인할 수 있습니다.

---

5. Cache & Buffer

• 역할: Cache & Buffer는 MySQL에서 데이터와 쿼리 결과를 임시로 저장하여 성능을 최적화하는 데 중요한 역할을 합니다. 자주 사용되는 데이터를 메모리에 저장함으로써 디스크 접근을 줄이고, 쿼리 실행 속도를 높이는 데 사용됩니다.
• 기능:
  • 쿼리 캐시(Query Cache): 동일한 쿼리가 여러 번 실행될 경우, 그 결과를 캐싱하여 반복 실행 시 디스크에 접근하지 않고도 빠르게 결과를 반환합니다. MySQL 8.0부터는 Query Cache가 제거되었지만, 이전 버전에서는 유효한 기능이었습니다.
  • InnoDB Buffer Pool: InnoDB 스토리지 엔진은 데이터를 메모리 상에 캐싱하는 버퍼 풀(Buffer Pool)을 사용합니다. 버퍼 풀은 디스크에서 읽은 데이터를 메모리에 저장하여, 이후 같은 데이터를 접근할 때 디스크 I/O를 줄이는 데 사용됩니다.
  • Key Cache (MyISAM): MyISAM 스토리지 엔진에서는 인덱스를 메모리에 캐시하는 Key Cache를 사용합니다. 이를 통해 자주 사용되는 인덱스 검색을 가속화할 수 있습니다.
  • 열린 테이블 캐시 (Open Table Cache): MySQL은 테이블을 열 때 필요한 메타데이터를 메모리에 저장하여 테이블을 열고 닫는 속도를 최적화합니다.
• 예시:
  • 쿼리 캐시: 만약 사용자가 SELECT * FROM products WHERE category = 'Electronics';라는 쿼리를 반복해서 실행할 경우, 쿼리 결과가 캐시되어 디스크에서 데이터를 다시 읽지 않고도 빠르게 결과를 반환합니다.
  • InnoDB Buffer Pool: InnoDB 테이블의 데이터를 여러 번 읽는 경우, 버퍼 풀에 이미 캐싱된 데이터를 사용하여 성능을 크게 향상시킵니다.
• 작동 방식:
  • LRU 알고리즘: 버퍼 풀은 메모리 용량이 한정되어 있으므로, 자주 사용되지 않는 데이터는 제거하고 새로운 데이터를 캐싱하는데 Least Recently Used (LRU) 알고리즘을 사용합니다.
  • 쓰기 캐싱: 데이터를 업데이트할 때, 바로 디스크에 쓰지 않고 버퍼 풀에 먼저 기록하여 성능을 높이며, 나중에 배치로 디스크에 쓰는 방식(Delayed Writes)을 사용합니다.