오라클 옵티마이져의 비용 산정 모듈의 세가지 예상치 (Selectivity, cardinality, cost)

옵티마이저는 실행 계획의 비용을 계산하기 위한 비용 모델(Cost Model)을 갖고 있고, 이 비용 모델은 Oracle Data Dictionary에서 관리하는 다양한 통계정보를 기반으로 크게 다음과 같은 세 가지 값(measure)의 예상치를 계산한다.

Q1:

select ename, sal

from emp e, dept d

where e.deptno = d.deptno and d.loc = ‘SEOUL’

선택도

우선 선택도(selectivity)의 개념을 예로 들자. 앞에서 예로 든 질의 Q1에서 d.loc = ‘SEOUL’이라는 조건의 선택도는 dept 테이블 전체 중에서 loc의 값이 ‘SEOUL’인 레코드의 비율을 일컫는다. 옵티마이저는 선택도 계산을 통해서 해당 조건을 만족하는 레코드가 몇 건 정도가 되는지를 예측하게 된다. 옵티마이저는 만일 DBA_TABLES에 dept 테이블의 loc 칼럼의 distinct column values가 10이라면 옵티마이저는 선택도가 0.1이라고 판단하게 된다. 이때 선택도를 이와 같이 정하는 이유는 dept 테이블이 loc 칼럼들에 골고루 분포되어 있다고 가정할 때 성립한다. 그러나, 실제로 loc 칼럼의 값들이 skew되어서 분포할 수도 있다.

예를 들어, 전체 레코드의 50%가 loc 값으로‘SEOUL’을 갖는다면 잘못된 선택도 값을 얻게 된다. 이와 같이 데이타 분포가 skew되어 있는 경우, 해당 칼럼에 대한 히스토그램 정보를 DBA_HISTOGRAM 테이블에 만들어 주어야 정확한 선택도 값을 계산할 수 있다(이 경우는 0.5). 오라클 옵티마이저는 다양한 조건식의 종류에 대해 선택도를 통계정보에 기반해서 계산하는 수식을 내부적으로 갖고 있다. 그렇지만, 만일 dept 테이블이 아직 분석되지 않아서 통계정보가 없는 경우, 옵티마이저는 내부적으로 갖고 있는 디폴트 값을 선택도로 지정한다(예를 들어, 0.01).

카디널러티

앞의 dept 테이블의 전체 레코드 건수가 1000일 때, 앞에서 설명한 loc = ‘SEOUL’의 선택도가 0.1로 계산되었을 때, 조건을 만족하는 레코드 건수는 1000 x 0.1, 즉 100개로 예상할 수 있다. 이와 같이 어떤 연산을 수행한 결과로 나오는 레코드 건수를‘카디널러티(cardinality)’라 하는데, 정확한 카디널러티를 계산하는  것은 좋은 실행 계획을 만드는 데 굉장히 중요하다.

예를 들어, (T1§_T2)§_T3 순서로 테이블을 조인할 때 (T1§_T2)의 결과와 T3를 조인할 때 어떤 조인 방법을 선택하는 것이 좋을지를 결정하기 위해서는 (T1§_T2)의 크기를 정확하게 알아야 한다. 이를 위해서는 (T1§_T2) 조인의 결과 레코드가 몇 개인지를 예상할 수 있어야 한다. 이를 위해 오라클 옵티마이저는 다양한 연산의 결과 레코드의 카디널러티를 통계정보와 수식에 의해서 계산한다. T1과 T2의 조인 조건이 T1.c1 = T2.c2(이를‘P’라

표기)라 했을 때, 앞에서 설명한 선택도 계산 공식에 의해 이 조건식의 선택도 Sel(P)를 먼저 계산한 후, 이 조인의 결과 카디널러티는 Card(T1) x Card(T2) x Sel(P)가 된다.

예를 들어, T1, T2의 튜플 수가 각각 1000, 5000이고 Sel(P)가 0.01이면, 조인의 결과로 생기는 튜플 수는 1000 x 5000 x 0.01 = 5000이 된다. 그런데, Sel(P)가 조금이라도 틀리면 이후의 전체적인 비용 산정이 잘못되게 된다. 오라클 옵티마이저는 다양한 종류의 연산에 대해 내부 공식을 사용해 카디널러티를 계산한다.

비용

비용(cost)은 테이블 액세스, 조인 등을 수행하는 데 걸리는 시간을 의미하는데, 시간은 주로 디스크 I/O 수와 CPU 사용시간을 고려한다. 비용은 앞에서 계산한 통계 정보와 내부 계산식에 의해 계산된다.

예를 들어, T1§_T2를 Nested Loop 방식으로 조인할 경우 조인비용은 (T1의 데이타 블록수) + ((T1의 레코드 건수)*(T2의 액세스 비용))이 된다. 이처럼 오라클 옵티마이저는 모든 연산에 대해 소요되는 비용을 계산하는 수식을 갖고 있다. 오라클 옵티마이저는 이 세 가지 예상 값(measure)을 기반으로, 현재의 실행 계획의 예상 비용을 구한다.

위 내용은 아래 첨부된 "Oracle Technical Note : 오라클 옵티마이저의 기본 원리"의 일부를 정리한 내용입니다.

02winter_optimizer_1.pdf

* 여기저기서 좋다는 책 몇권 추천합니다. 고수가 되는 그날까지.. 파이팅!!