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1. RDBMS의 메모리 아키텍처1.1. DBMS 아키텍처의 발전 30 톰 길번과 가상메모리 그리고 페이징 30 찰스 바크만과 DBMS의 탄생 30 IBM System/360과 ISAM 31 번 와츠와 IMS/DB 31 E. F. Codd 박사의 RDBMS 논문과 System R 프로젝트 32 마이클 스톤브레이커와 Ingres 프로젝트 33 RDBMS를 완성한 시대의 천재 밥 마이너 33 밥 엡스타인과 Sybase DB 33 오픈소스 DBMS의 시대 34 컬럼 스토어 DBMS 34 RDBMS의 전성기와 새로운 도전 35 NoSQL의 등장 35 분산 처리와 하둡 36 분산 원장 DBMS인 블록체인 361.2. 가상 메모리와 페이징 38 페이징의 필요성 38 가상 메모리 39 페이지 교체 알고리즘 421.3. DBMS의 Buffer Management 52 Buffer manager의 개념 52 첫 번째 흐름 LRU Buffer Replacement Algorithm 54 두 번째 흐름 Clock Buffer Replacement Algoithm 561.4. DBMS 메모리 아키텍처의 비교57 해시 함수의 Input Parameter와 버킷서치 알고리즘 58 버퍼 교체 알고리즘 66 버퍼 리스트 관리 66 멀티플 버퍼 풀 68 리두 로그 메커니즘 70 리두 로그의 식별자 메커니즘 72 멀티플 로그 버퍼 72 SQL 공유 메커니즘 72 Insert문 성능향상 메커니즘 73 트랜잭션 상태보관 메커니즘 74 2. Oracle의 메모리 아키텍처2.1. SGA(System Global Area) 개요 78 IPC(Inter-Process Communication) 80 Granule 83 Shared Pool 872.2. Library Cache 95 Library Cache 구조 95 Library Cache의 동작 1042.3. Buffer Cache 127 Buffer Cache의 구조 127 Buffer Cache의 동작 1472.4. Redo Log Buffer Cache 155 Redo Log Buffer Cache의 구조 155 Redo Log Buffer Cache의 동작 169 3. PostgreSQL의 메모리 아키텍처3.1. Shared Buffers 183 Hash Table 186 해시 함수의 Input Parameter와 버킷서치 알고리즘 194 Buffer Pool 197 Clock Sweep 알고리즘 204 Disk Read 시나리오 2093.2. WAL Buffers 222 WAL Segment File의 구조 222 pg_xlogdump 2293.3. CLog Buffers 2384. MySQL의 메모리 아키텍처4.1. MySQL 아키텍처 244 InnoDB Overview 244 Storage Engine Overview 245 Shared Memory Overview 2464.2. Buffer Pool 247 Buffer Pool Routines 247 Buffer Pool Instance 247 Buffer Pool의 전반적 구조 249 Buffer Pool의 주요 구조체 251 해시 함수의 Input Parameter와 버킷서치 알고리즘 265 Disk Read 시나리오 267 Insert Buffer 2834.3. Redo Log 286 Redo Log Buffer 286 Redo Log File 287 Redo Logging Process 293 Log_sys 2944.4. Doublewrite Buffer 2955. 레퍼런스6. 표그림 리스트
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최근 국가사회 전 분야의 새로운 비전으로 제4차 산업혁명이 제시되고 있는데 그 핵심 키워드는 바로 "데이터"이다. 4차산업의 키워드인 "데이터"에 대한 특별한 관심은 최초로 1960년대 GE의 찰스 바크만에 의해서 이뤄졌다. 찰스 바크만은 프로그램 로직 별도로 "데이터"를 특별히 분리하여 저장해야 된다는 아이디어를 제시했고 이는 DBMS 탄생으로 이어졌다. 이후 DBMS는 IBM, Oracle, Sybase, MS 등 미국의 IT 기업이 중심이 되어 발전하여 왔고 엔터프라이즈 IT 환경에서 OS와 더불어 가장 중요한 위치를 차지하는 핵심 소프트웨어가 되었다. 아시아와 유럽의 여러 나라들은 국가적 과제로 DBMS 개발을 시도한 바 있으나 큰 성공을 거두지는 못했다. 더 나아가 최근에는 데이터의 폭발적 증가와 다양화로 기존 RDBMS 중심에서 벗어나서 NoSQL, Hadoop, 블록체인 등 새롭고 다양한 데이터 저장 플랫폼이 나타나고 있다.그러나 새로운 데이터 활용 상황에 맞게 변용되는 다양한 데이터 저장 플랫폼의 아키텍처의 기본 구조에는 RDBMS의 아키텍처가 깔려있다. 그러므로 여전히 RDBMS의 내부구조에 대한 이해는 필수적이라고 할 수 있다. 더군다나 오픈소스 DBMS가 엔터프라이즈 환경에도 점차 적용되는 요즘에 기존 유명 벤더의 RDBMS와의 구조적 차이를 이해한다는 것은 필수적이라고 할 수 있다.이제 삼성에서 DBA와 TA로서 근무하던 후배들이 Oracle과 PostgreSQL, MySQL의 인터널 구조를 비교연구하여 세상에 내놓는다는 소식을 들으니 지금 이 시점에 꼭 필요한 책이라는 생각이 든다. 지금까지의 DBMS에 관한 책은 대부분의 활용적인 측면에서만 접근했고 각 DBMS의 내부구조에 대한 비교연구는 부족했었다. 독자들은 이 책을 통하여 오픈소스 DBMS에 대한 이해를 깊게 할 수 있고, 또한 RDBMS의 내부 구조에 대한 깊은 통찰을 얻게 될 것이다. 앞으로도 후배들이 더 좋은 연구로 한국 DBMS 발전에 큰 기여를 하길 바라며 추천의 글을 마무리한다.삼성 S-Core 대표이사 한인철IT 관련 콘텐츠 연구로 국내 IT회사들의 모범이 되고 있는 엑셈에서 이번에 Oracle과 PostgreSQL, MySQL의 메모리 인터널 구조를 비교연구서를 출간하며 추천의 글을 부탁하기에 기쁜 마음으로 펜을 들어본다.엑셈은 창사이래 지속적으로 IT 관련 전문서적을 출판하여 다른 IT 기업들의 찬사와 부러움을 받아왔다. 엑셈의 이러한 지식기업화 전략은 오늘의 엑셈을 있게 한 주요 성공 요인이라고 생각한다.한국의 DBA들은 데이터베이스를 공부할 때 엑셈의 서적으로 공부하고 있으며 지금도 DBA들의 자리에 가보면 대부분 엑셈의 서적이 책상위에 놓여져 있다. 엑셈은 엔지니어들의 성장을 지원하며 그 결과물인 IT 전문서적을 지속적으로 세상에 보여왔다. 엑셈은 그렇게 한국 IT 발전에 큰 기여를 해왔고, 이는 곧 엑셈의 회사성장으로 이어지는 선순환을 그려오고 있는 것이다. 본인은 그동안 이러한 엑셈의 콘텐츠 생산을 지켜보며 저자들의 노력 못지않게 이 선순환을 신념으로 지속시킨 엑셈의 조종암 사장님에게 경의를 표하고 싶다.최근 NoSQL, Hadoop, BlockChain 등 새로운 데이터 저장 기술이 각광을 받고 있지만 여전히 RDBMS의 내부 메커니즘은 여전히 DBA가 반드시 이해해야 하는 가장 중요한 기술이다. 그러나 지금까지 발간된 DBMS에 관한 책은 활용적인 측면에서만 주로 다뤄왔고 DBMS의 내부구조에 대한 비교연구는 매우 부족했었다. 이번에 엑셈에서 출간하는 메모리 인터널 구조에 대한 비교연구는 DBMS 내부구조에 대한 이해를 갈구했던 많은 DBA들에게 조금이나마 답을 줄 수 있을 것으로 기대하며 관심있는 한국의 DB 엔지니어들에게 일독을 권하고 싶다.선재소프트 대표이사 김기완현재 기업의 다양한 비즈니스 니즈에 맞춰 많은 트랜잭션이 발생하므로 데이터 증가량이 폭발적으로 증가하고 있다. IT 기술이 발달하면서 서버 및 데이터베이스의 성능은 발전했지만 빠른 데이터의 증가에 의한 이슈는 다양하게 나타나고 있으며, 발생 빈도도 증가되고 있다. 서비스 기대수준이 높은 고객에게 데이터베이스 서버의 최적화 방안을 제시하기 위해서는 시스템과 데이터베이스 아키텍처를 정확하게 이해하고 있어야 한다. 이와 관련한 문제점의 실마리와 원인을 찾아가는 과정에 지난번 출판되었던 "트랜잭션처리 Internal의 Core Architecture", 그리고 이번에 출판되는 "Memory Internal의 Core Architecture Ⅱ" 는 많은 도움을 줄 것이다. 데이터베이스 아키텍처를 이해하고 원리를 정확하게 아는 것은 서비스 안정화를 바라는 고객에게 데이터베이스에 대한 최적화를 제공해줄 수 있다. 데이터베이스에 대한 새로운 접근방법의 길라잡이가 되어주길 기원합니다. 한국후지쯔㈜ 정승환
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