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데이터베이스 인덱스의 동작 원리와 장단점

동작원리

• B-Tree 구조를 기반으로 구현되어 있어 O(log n)의 시간 복잡도로 데이터 검색이 가능합니다.
• 인덱스는 실제 데이터의 정렬된 복사본을 별도로 저장하고, 실제 데이터의 위치를 가리키는 포인터를 함께 보관합니다.
• 예를 들어, 사용자 테이블에서 이메일로 검색할 때, 이메일 컬럼에 인덱스가 있다면 전체 테이블을 스캔하지 않고 인덱스를 통해 빠르게 데이터를 찾을 수 있습니다.

장점

• 소량의 데이터 검색 시(일반적으로 전체 데이터의 5% ~ 20% 미만) 매우 빠른 검색 속도를 제공합니다.
• WHERE 절의 조건, ORDER BY, JOIN 연산 시 성능이 향상됩니다.
• 테이블 전체를 스캔하지 않아도 되므로 디스크 I/O가 감소합니다.

단점

• INSERT, UPDATE, DELETE 시 인덱스도 함께 수정해야 하므로 쓰기 작업의 성능이 저하됩니다.
• 가장 중요한 제한사항으로, 전체 데이터의 5~20% 이상을 조회하는 경우 오히려 성능이 저하될 수 있습니다. 이는 다음과 같은 이유 때문입니다:
  • Index Range Scan은 Random Access 방식으로 동작합니다.
  • 즉, 디스크의 여러 위치를 건너뛰면서 데이터를 읽어야 하므로 많은 I/O가 발생합니다.
  • 반면 Full Table Scan은 Sequential Access로 디스크를 순차적으로 읽기 때문에, 대량의 데이터를 읽을 때 더 효율적일 수 있습니다.