[Database] Row oriented DB, Column oriented DB 란?

✨ Row vs Column Oriented DB

말 그대로 행 중심 DB 와 열 중심 DB 의 차이를 논하는 주제이다. 

 

언뜻 보기에는 별 차이가 없어 보일 수 있으며, 테이블로 구성된 DB 스키마를 떠올릴 수 있다는 점에서 오히려 같아 보이기도 한다. 그러나 데이터의 운영 관리 단위를 행으로 두는지 열로 두는지에 따라 요구되는 서버의 성능 또는 대수에 차이가 많이 나기도 한다. 그렇기 때문에 이 둘은 명확히 구분되어야 하는 개념이다. 

 

Row-oriented DB 와 Column-oriented DB (또는 Columnar, C-Store DB)는 RDBMS (관계형 데이터베이스) 를 관리하는 두 가지 방법이다. 쉽게 표현하자면 전자는 레코드 (행) 으로 관리되는 데이터베이스이며, 후자는 열로 관리되는 데이터베이스이다.

 

이 둘을 구분하는 주요 특성은 데이터 저장 방식에 있다. 

 

✨ Row Oriented DB

Row-oriented DB 에서 각 데이터는 레코드 단위로 기록되며, 메모리 상 레코드끼리 수평적으로 저장된다.

가령, 이런 데이터가 있다고 하자:

 

유저의 출신 도시와 나이를 담은 테이블이다.

개별 유저가 본인의 정보를 등록하여 새로운 레코드가 생성될 때마다, 데이터는 기존 데이터의 맨 끝에 추가되는 방식이다.

 

 

이러한 방식으로 데이터를 저장하는 DB 는 대표적으로 Postgres, MySQL 등이며,

이러한 DBMS 는 전통적인 방법이기도 하지만 행 단위의 데이터를 읽는 데 최적화 되어 있다. 

 

 

✨ Row Oriented DB : 장점

 

데이터의 끝에 행을 추가하기만 하면 되기 때문에 저장 속도가 빠르다. 

또한, OLTP (Online transactional Processing) 스타일 애플리케이션에 최적화 되어 있다.

 

 

✨ Row Oriented DB : 단점

 

행 단위 데이터를 불러오는 속도는 빠르나, 데이터 간의 집합을 만드는 경우 (aggregation) 속도 저하 현상이 발생한다. 필요한 것 이상의 데이터를 불러오기 때문이다. 가령, 위의 예시에서 유저의 평균 나이를 구하고자 할 경우, 데이터 조각 9개를 전부 불러들인 뒤 평균 함수 적용을 하게 된다. 이는 불필요한 연산 시간을 초래하며, 간편한 입력에 비해 출력하는 과정이 필요 이상의 메모리 소모를 유발한다. 

 

✨ Column Oriented DB

Column-oriented DB 에서 각 데이터는 필드 단위로 기록되며, 메모리 상 필드끼리 수평적으로 저장된다.

가령, 앞선 예시의 경우, 데이터는 이런 방식으로 저장된다 :

 

 

이러한 방식으로 데이터를 저장하는 DB 는 대표적으로 Redshift, BigQuery, Snowflake 등이다.

 

✨ Column Oriented DB : 장점

 

데이터 쿼리를 할 때 성능이 더 좋은 경우가 있다.

OLAP (Online Analytical Processing) 스타일 용도에 최적화 되어 있다.

데이터 집합을 만드는 경우 추가 메모리 소모 없이 필요한 결과를 출력할 수 있으며, 이에 따라 성능이 크게 향상된다.

 

✨ Column Oriented DB : 단점

 

모든 데이터가 같은 메모리 공간에 저장될 경우, 각 열의 마지막 데이터의 위치를 조회하여 옆에 추가해야 하기 때문에 메모리 전체를 조회해야 한다. 그러나 이 부분은 열마다 저장되는 메모리 공간을 분리함으로써 해결 가능하다.

 

✨마무리 

데이터 모델링을 할 때 단순히 SQL/NoSQL 중에서 양자택일 할 것이 아니라, 서비스의 세부적인 필요와 요구사항에 따라 구체적인 설계를 할 수 있다. 관계형 데이터베이스의 경우, 그 첫 걸음이 row/column oriented db 가 될 수 있을 것이다.

 

 

✨참고자료

• https://dataschool.com/data-modeling-101/row-vs-column-oriented-databases/