데이터베이스 정규화와 반정규화 전략

데이터베이스 정규화와 반정규화 전략

정규화는 데이터 중복을 제거하고 무결성을 보장하는 설계 기법이고, 반정규화는 성능을 위해 의도적으로 중복을 허용하는 기법입니다. 상황에 맞는 적절한 균형이 중요합니다.

언제 사용하나요?

• 정규화: OLTP 시스템, 데이터 무결성 중요, 쓰기 빈번


• 반정규화: OLAP/분석, 읽기 성능 중요, 복잡한 조인 제거

정규화 단계

제1정규형 (1NF): 원자값만 저장
- 하나의 컬럼에 여러 값 금지
- 반복 그룹 제거

-- 위반 (전화번호가 여러 개)
| 이름   | 전화번호              |
| 홍길동 | 010-1234, 010-5678   |

-- 1NF 적용
| 이름   | 전화번호     |
| 홍길동 | 010-1234    |
| 홍길동 | 010-5678    |

제2정규형 (2NF): 부분 함수 종속 제거
- 기본키 전체에 종속되어야 함

-- 위반 (수강 테이블, 교수명은 과목에만 종속)
| 학번 | 과목코드 | 교수명  | 성적 |
| 001 | CS101   | 김교수 | A    |

-- 2NF 적용 (테이블 분리)
[수강] 학번, 과목코드, 성적
[과목] 과목코드, 교수명

제3정규형 (3NF): 이행적 함수 종속 제거
- 비키 컬럼이 다른 비키 컬럼에 종속 안됨

-- 위반 (부서명은 부서코드에 종속)
| 사원번호 | 부서코드 | 부서명   |
| E001    | D01     | 개발팀   |

-- 3NF 적용
[사원] 사원번호, 부서코드
[부서] 부서코드, 부서명

BCNF: 모든 결정자가 후보키

반정규화 기법

1. 테이블 병합
-- 1:1 관계 테이블 합치기
-- 정규화: 회원, 회원상세 분리
-- 반정규화: 회원 테이블에 상세 정보 포함

2. 컬럼 중복
-- 조인 제거를 위해 다른 테이블 컬럼 복사
CREATE TABLE orders (
    order_id INT PRIMARY KEY,
    user_id INT,
    user_name VARCHAR(50),  -- users.name 복사
    product_id INT,
    product_name VARCHAR(100),  -- products.name 복사
    ...
);

3. 파생 컬럼 추가
-- 계산 결과 미리 저장
CREATE TABLE orders (
    ...
    order_total DECIMAL(10,2),  -- SUM(item.price * qty) 결과
    item_count INT              -- COUNT(*) 결과
);

4. 테이블 분할
-- 수평 분할: 행 기준 (파티셔닝)
-- 수직 분할: 컬럼 기준 (자주 쓰는 것 분리)

5. 집계 테이블
-- 통계용 요약 테이블
CREATE TABLE daily_sales_summary (
    sale_date DATE PRIMARY KEY,
    total_orders INT,
    total_amount DECIMAL(15,2),
    avg_order_value DECIMAL(10,2)
);

실전 예시: 게시판

-- 정규화된 설계
CREATE TABLE posts (
    post_id INT PRIMARY KEY,
    user_id INT REFERENCES users(user_id),
    title VARCHAR(200),
    content TEXT,
    created_at TIMESTAMP
);

CREATE TABLE comments (
    comment_id INT PRIMARY KEY,
    post_id INT REFERENCES posts(post_id),
    user_id INT REFERENCES users(user_id),
    content TEXT
);

-- 반정규화 적용
CREATE TABLE posts (
    post_id INT PRIMARY KEY,
    user_id INT,
    user_name VARCHAR(50),      -- 중복: 조인 제거
    title VARCHAR(200),
    content TEXT,
    comment_count INT DEFAULT 0, -- 파생: COUNT 제거
    view_count INT DEFAULT 0,
    created_at TIMESTAMP
);

-- 댓글 추가 시 트리거로 comment_count 갱신
CREATE TRIGGER update_comment_count
AFTER INSERT ON comments
FOR EACH ROW
BEGIN
    UPDATE posts 
    SET comment_count = comment_count + 1
    WHERE post_id = NEW.post_id;
END;

반정규화 시 고려사항

1. 데이터 동기화
-- 중복 데이터 일관성 유지 방법
-- 트리거, 배치 작업, 애플리케이션 로직

2. 저장 공간
-- 중복으로 인한 용량 증가
-- SSD 비용 vs 조인 비용 비교

3. 쓰기 성능
-- 중복 컬럼 갱신 부담
-- 읽기/쓰기 비율 고려

4. 유지보수
-- 데이터 불일치 위험
-- 문서화 필수

선택 가이드

모범 사례

• 먼저 정규화 후, 필요시 반정규화


• 반정규화 결정은 성능 테스트 기반


• 인덱스로 해결 가능한지 먼저 검토


• 캐시(Redis)로 대체 가능한지 검토


• 반정규화 시 문서화 필수