MySQL InnoDB 버퍼풀의 역할을 설명해주세요.

[helenason]

MySQL의 InnoDB 스토리지 엔진의 버퍼풀은 두 가지 역할을 수행합니다.

1. 데이터 파일 캐싱으로 조회 성능 향상
2. 쓰기 버퍼링으로 성능 향상

[ay-eonii]

버퍼풀에서 페이지를 관리하는 알고리즘에 대해 설명해주세요. 그리고 해당 알고리즘의 장단점도 함께 설명해주세요.

[helenason]

LRU 알고리즘을 활용하여, 풀이 가득찬 상황에서 새로운 페이지가 추가되어야 할 때 오래된 페이지를 제거합니다.

자주 사용되지 않는 페이지를 제거해 성능이 향상된다는 장점이 있지만, 버퍼풀 크기가 충분하지 않은 경우 최근 사용된 페이지도 제거될 수 있다는 단점이 있습니다.

[ay-eonii]

그렇다면 버퍼풀 크기는 클수록 좋은걸까요?

[helenason]

버퍼풀의 크기가 크면 클수록 캐싱 범위가 넓어지기 때문에 쿼리의 성능은 매우 빨라집니다. 그러나 이는 데이터 캐시 기능만 향상시킬 뿐 쓰기 버퍼링 성능을 향상시키는 것은 아닙니다.

[ehtjsv2]

버퍼풀의 구성요소와 각 요소의 역할에 대해 설명해주세요

[helenason]

• Free 리스트: 비어있는 페이지들의 목록으로, 사용자의 쿼리가 새롭게 디스크의 데이터 페이지를 읽어와야 하는 경우 사용됨
• Flush 리스트: 디스크에서 데이터 페이지를 읽은 후, 변경이 가해지고 디스크에 동기화되지 않은 더티페이지 목록
• LRU 리스트: 디스크로부터 한 번 읽어온 페이지를 최대한 오래 버퍼풀 메모리에 유지하여 디스크 읽기를 최소화하기 위한 공간, 자주 사용되는 페이지는 유지하고 잘 사용되지 않는 페이지는 제거함

[ehtjsv2]

Flush 리스트의 페이지들이 플러시되는 시점은 언제인지 설명해주세요

[helenason]

InnoDB는 주기적으로 체크포인트 이벤트를 발생시켜 리두 로그와 버퍼풀의 더티페이지를 디스크로 동기화합니다. 체크포인트 이벤트는 redo 로그가 가득 찰 때, 백그라운드 스레드가 주기적으로 실행할 때 등에서 생성 및 실행될 수 있습니다.

[Libienz]

InnoDB에서 더티페이지 반영을 버퍼링하는 이유는 무엇인가요?

[helenason]

디스크 I/O 비용을 줄여 성능을 최적화하기 위함입니다. 수정이 발생하는 매번 디스크 I/O가 발생한다면 시스템 성능이 저하됩니다. 따라서 메모리에 모아둔 후 한번에 batch 처리함으로써 성능을 최적화합니다.

[Libienz]

잘 답변해주셨습니다. 추가적으로 쓰기 지연은 디스크 파편화를 방지해주기도 합니다. 쓰기 지연을 하게되는 경우 버퍼 풀(메모리 데이터 영역)에 디스크 미반영 더티페이지들이 관리되게 되는데요 DBMS가 강제 종료되어 메모리가 휘발되는 경우가 있을 수 있습니다. 이 경우 버퍼 풀의 데이터들은 지속성을 어떻게 보장받나요?

[helenason]

redo 로그를 통해 보장받을 수 있습니다. 더티페이지의 데이터가 디스크에 저장되기 전 redo 로그에 변경 내용을 기록하기 때문에, 만약 DBMS가 강제 종료된다면 redo 로그를 통해 장애를 회복할 수 있을 것입니다.