[DB] MySQL 아키텍처: MySQL엔진

🔍 MySQL 아키텍처

MySQL의 아키텍처는 머리 역할을 하는 "MySQL 엔진"과 손 역할을 하는"스토리지 엔진"으로 나눠진다. MySQL 엔진은 요청된 SQL 문장을 분석, 최적화 하는 역할을 하며, 실제 데이터를 조작하는 작업은 스토리지 엔진이 전담한다. 

MySQL 아키텍처

사용자가 서버로 SQL 쿼리를 전달하면 서버는 다음과 같은 과정을 거친다. 대부분의 작업은 MySQL 엔진에 의해 처리되며, 마지막 단계인 데이터의 읽기/쓰기만 스토리지 엔진이 처리된다.

SQL 파서 -> 옵티마이저 -> SQL 실행기 -> 데이터 읽기/쓰기 <-> 디스크 

 

MySQL의 작동

   MySQL엔진과 스토리지 엔진에 대해 공부하기 전에 MySQL 서버가 어떻게 작동하는지 알아보자. MySQL 서버는 스레드 기반으로 작동하며 크게 "포그라운드 스레드"와 "백그라운드 스레드"로 구분된다.

MySQL 스레딩 구조

1. 사용자의 요청이 들어오면 요청마다 한 개의 포그라운드 스레드가 부여된다. 
2. 요청 받은 데이터가 캐시에 있는지 확인하고 캐시에 있으면 사용자에게 전달한다. 
3. 데이터가 없으면 백그라운드 스레드를 이용해 데이터 파일을 가져오고 버퍼를 업데이트 한 뒤 사용자에게 전달한다.

1 ~ 2번은 포그라운드 스레드에 의해 처리되며, 나머지는 백그라운드 스레드가 작업을 담당한다. 백그라운드로 처리되는 주요 작업으로는 로그 기록과 버퍼의 데이터를 디스크에 쓰는 쓰기 작업이다. 기본적으로 사용자의 요청을 처리하는 도중 데이터의 쓰기 작업은 지연(버퍼링) 되어 처리될 수 있기 때문에 백그라운드 스레드는 충분히 설정하는 것이 좋다.

이때 동시 요청이 많이 들어온다면 스레드 풀을 고려할 수 있다. 스레드 풀은 MySQL 서버의 CPU가 제한된 개수의 스레드 처리에만 집중할 수 있게 해서 서버의 자원 소모를 줄여준다. 스레드 풀의 개수는 일반적으로 CPU 코어의 개수와 맞추는 것이 성능에 좋다고 한다.

 

MySQL 엔진

    사용자의 요청이 들어오면 MySQL 엔진의 각 구성 요소가 어떤 작업을 하는지 자세히 알아보자.

1. 쿼리 파서 : 쿼리 파서는 사용자 요청으로 들어온 쿼리 문장을 토큰 단위로 분리해 트리 형태의 구조를 만든다. 이때, 기본 문법 오류는 이 과정에서 발견된다.
2. 전처리기 : 파서에 의해 생성된 트리를 기반으로 구조적인 문제점이 있는지 확인한다. 테이블 이름, 칼럼 이름 등을 매핑해 해당 객체의 존재 여부와 접근 권한 등을 확인한다. 
3. 옵티마이저 : 사용자의 요청으로 들어온 쿼리를 가장 빠르고, 저렴하게 실행할 수 있는 방법을 선택한다.
4. 실행 엔진 : 옵티마이저에 의해 만들어진 계획을 각 핸들러(스토리지 엔진)에게 전달하는 역할을 한다.

쿼리 캐시의 경우 동일 SQL 쿼리에 대해서는 빠른 성능을 보였지만, 테이블의 데이터가 변경되면 캐시에 저장된 결과 중에서 변경된 테이블과 관련된 것들을 모두 삭제한다. 이는 심각한 성능 저하를 유발했고 현재는 잘 사용하지 않고 있다.