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튜플(Tuple) 과 백쿰(VACUUM)

PostgreSQL 은 다른 데이터베이스 시스템은 테이블(Table)에 데이터를 레코드(Record) 혹은 로우(Row)라고 한다. 그런데, PostgreSQL 에서는 튜플(Tuple)이라는 것이 존재합니다. 이 튜플은 PostgreSQL 에서 매우 중요한 요소 입니다. 이에 대해서 간략하게 알아 보도록 하겠습니다.

통계정보 확보.

먼저 이 튜플을 알기 위해서는 PostgreSQL 이 제공하는 통계정보를 알아 볼 필요가 있다. 이 통계정보에는 로우 갯수와 튜플 갯수등을 볼 수 있고 로우에 변화에 따라서 이들이 어떻게 변하는지를 추적할 수 있으며 이를 토대로 튜플이 과연 무엇인지를 알 수 있게 된다.

샘플 테이블을 만들자.

그리고 샘플 데이터를 입력한다.

1000 로우를 입력된다.

통계정보를 통해서 튜플의 상태를 확인해보자.

테스트

튜플의 개수는 로우 개수와 같다. 데이터 입력이 들어오면 튜플의 개수는 입력되어 들어온 만큼 증가 한다.

그럼 튜플이 뭔지를 보여주는, 특성을 볼수 있는 실험을 해보자. 대부분의 RDBMS 에서는 트랜잭션을 지원한다. 이 트랜잭션의 결과는 COMMIT 아니면 ROLLBACK 이다. COMMIT이 되면 트랜잭션에서 했던 작업이 확정되어 그로 인해서 발생된 결과물은 실제 데이터로 고정된다. ROLLBACK 은 트랜잭션에서 했던 작업일 모두 취소하는 것으로 실제 데이터로 고정되지 않고 삭제처리된다. PostgreSQL 도 트랜잭션을 지원하기 때문에 동작방법은 동일하다.

COMMIT 후에는 확인결과 100개의 로우가 INSERT 되었고 튜플도 그만큼 늘었다. 그럼 ROLLBACK 도 테스트 해보자.

총 튜플 수가 증가했다. 그런데, dead_tup 에 100 이 있고 live_tup 에는 1100 으로 로우 개수와 동일하다. 또, 이전과 비교해서 테이블의 용량이 모두 증가했다. 트랜잭션을 롤백해서 실제 데이터가 반영이 안되었음에도 불구하고 어째서 테이블 용량이 증가하고 총 튜플수가 증가하는 걸까?

이번에는 다음과 같이 간단하게 UPDATE 문을 실행해보자.

데이터를 추가한것이 아닌 그냥 기존의 내용을 업데이트 했을 뿐인데, 총 튜플 수가 증가했다. 거기에 dead_tup 의 값도 증가했다. live_tup 만이 실제 데이터의 양이 바뀌지 않았음을 말해주고 있다. 데이터 용량을 말해주는 rel_size 는 저장되는 데이터의 증가와도 관련있어서 증가할 수도 있지만 그 증감이 너무나 크다.

도대체 왜 이러는 걸까? 왜 UPDATE, 트랜잭션의 ROLLBACK 시에 튜플이 증가하고 데이터 저장용량도 증가하는 걸까?

Dead Tuple 과 VACUUM FULL

결론부터 말하자면 MVCC 때문이다. 데이터베이스가 동시접속자 환경에서 데이터 일관성을 유지하기 위한 기법으로 ‘다중버전동시성제어’ 를 사용한다. PostgreSQL에서 트랜잭션이 발생하면 PostgreSQL 은 지금 있는 로우와 똑같은 것을 한번더 복제한다. 내부적으로는 테이블의 row 가 두가지가 생기는것이고 이는 두가지 버전이라고 생각하면 쉽다. 기존의 row 는 아직 COMMIT되기 이전에 사용자들이 보는 용도로, 복제된 또다른 버전의 row 는 트랜잭션 처리용으로 사용되어지게된다. 마치 스냅샷의 여러 버전들처럼 PostgreSQL은 row 에 다야한 버전을 생성하는데, 이것이 바로 튜플이다.

그럼 UPDATE 할때는 어떻게 될까? 위 예제에서는 데이터가 얼마 없어서 순식간에 UPDATE 끝났지만 아주 큰 데이터가 있을경우에는 시간이 걸린다. 그렇다고 SELECT 사용자에게 기다리고 할 순 없어서 PostgreSQL은 row 를 또 다른 버전을 만들어 UPDATE를 실행하고 완료되면 이전 버전은 삭제처리하게 된다.

그래서 UPDATE 시에 보면 dead_tup 의 갯수가 이전 양인 100 에서 전체 row 갯수만큼 1100이 증가된 것이다. PostgreSQL에서 튜플은 바로 이런 것이다. 그런데 여기서 문제가 있다.

UPDATE, ROLLBACK 이 완료되면 이전 버전의 row 들은 실제 활용하는 데이터가 아니기 때문에 하드디스크에 남아있으면 안된다. 하지만 PostgreSQL은 실제 삭제처리를 하지않고 사용자들에게 보이지 않도록만 한다. 튜플에 dead 라고 마킹(marking)만 하고 끝내는 것이다. DELETE 시에도 이렇게 실제데이터는 지우지 않고 Dead Tuple 로 처리된다. 그런데 SELECT를 할때는 어떻게 할까? PostgreSQL 엔진이 데이터 파일에서 데이터를 읽어들일때 이것이 dead 튜플인지 live 튜플인지 분간할 수 없다. 그냥 데이터 크기만큼 읽어들인다. 쉽게 말해서 Dead tuple 도 읽는다는 거다. 이거는 대단히 불합리하고 SELECT 성능에 영향을 미칠 수 밖에 없다.

튜플중에서 Dead Tuple 이 많으면 SELECT 성능이 떨어진다. Row 가 1개 인데, rel_size 용량이 수십GB 일수도 있다. 그렇게되면 PostgreSQL이걸 다 읽어보게되고 실행시간이 길어진다.

그렇다면 Dead Tuple 을 없앨려면 어떻게 해야할까? VACUUM FULL 을 한번 돌려주면 된다. VACUUM은 Dead Tuple 을 삭제처리 해준다. 이는 UPDATE, DELETE, ROLLBACK 이 많은 서버에 경우 반드시 VACUUM FULL을 해줘야 한다는 것을 뜻한다.

“tuple_test”: found 1200 removable 이 문장이 Dead Tuple 삭제가 가능하다는 것을 말하는 것이다. 실제 데이터 양(rel_size)  도 줄었다.

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튜플(Tuple) 과 백쿰(VACUUM) by Voyager of Linux is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.