Interleaving : CBQT중에는 선수조건이 필요한 경우가 있다

이번 내용은 난위도가 있으므로  'Interleaving은 선수조건이 필요하다' 단락을 읽고 이해가 가는 사람만 보기 바란다. 필자의 글을 꾸준히 구독한 독자라면 어렵지 않게 볼수 있을 것이다.

전략적 결혼
사극을 보면 권력가들이 자신의 세력를 확장하기 위해 자신의 딸을 왕에게 추천하여 결혼시키는 것을 심심치 않게 볼수 있다. 자신의 목표를 이루기 위한 전단계의 포석이라고 할수 있다. 딸이 왕자를 순산하고 그 왕자가 차세대 왕이 된다면 자신은 최고의 권력을 가지는것과 마찬가지 이다. CBQT가 수행될 때에도 이러한 전략적 결혼과 같은것이 존재한다는 사실을 알고 있는가? CBQT를 최적화 하기 위해서 Transformation 간의 관계는 필수적이다. 오라클에서는 Interleaving이라는 기법을 사용하고 있다.

Interleaving은 선수조건이 필요하다
하나의 Transformation(T2) 을 수행하기 위해서 다른 Transformation(T1)이 반드시 먼저 실행되어야 하는 경우가 있다. 이럴 때 Interleaving 기법을 이용하여 T1이 수행되면 마치 기다렸다는 듯이 T2가 실행된다. 대표적인 경우가 CSU(Complex Subquery Unnesting)가 실행되면 연이어 CVM(Complex View Merging)혹은 JPPD(Join Predicate Push Down)가 실행되는 경우이다.

서브쿼리가 Unnesting 되면 초기상태는 인라인뷰로 생성된다. 인라인뷰를 제거하고 정상적인 조인으로 바꾸는 기능이 CVM 이라는 것은 이미 알것이다. 즉 CVM을 시작하기 위해서는 CSU라는 전단계의 포석이 반드시 이루어 져야만 한다. 이 규칙은 JPPD에도 똑같이 적용된다.

숫자표기법의 이해
Interleaving 에 대한 10053 Trace 내용을 분석하려면 숫자 표기법을 알아야 한다. 예를 들어 Complex Subquery가 하나 있는 SQL은 아래와 같이 0 과 1 로 Unnesting 상태를 나타낼수 있다.

CSU(1) : 서브쿼리가 Unnesting 됨
CSU(0) : 서브쿼리가 Unnesting 되지 않음.

만약 서브쿼리가 2개(SUBQ2, SUBQ1)라면 아래처럼 표현된다.
CSU(1,1) : 모든 서브쿼리가 Unnesting 됨
CSU(1,0) : SUBQ2만 Unnesting 됨
CSU(0,1) : SUBQ1만 Unnesting 됨
CSU(0,0) : 모든 서브쿼리가 Unnesting 되지 않음.

이러한 표기법은 CSU 뿐만 아니라 CVM, JPPD 등에도 똑같이 적용되며 10053 Trace에서 자주 나타나므로 반드시 알아두어야 한다.

Interleaving의 용도
Interleaving은 주로 CSU 수행시의 비용계산 오류를 줄이는 용도로 사용한다. 예를 들어 CSU(0)이 최저 Cost로 선택되었다면 JPPD의 입장에서는 전혀 다른 결과를 가져올 수 있다. CSU(0)이 아닌 CSU(1) 상태에서 JPPD을 적용하는 것이 최저 Cost가 될 수 있다. 따라서 Interleaving은 CBQT간에 최저 Cost를 구하기 위해 대화를 하는 기능이라고 할 수 있다. Interleaving 기능이 존재함으로써 CSU + CVM(혹은 JPPD)을 모두 고려한 최적의 Cost를 구 수 있다. 이제 아래의 SQL을 보자.

SELECT /*+ QB_NAME(MAIN_VIEW) */ 

       e1.employee_id, e1.manager_id, e1.salary

  FROM employee e1

 WHERE e1.department_id = 10

     and (e1.manager_id, e1.salary) in (select /*+ QB_NAME(SUBQ) */

                                             e2.manager_id,  max(e2.salary) 

                                        from employee e2

                                       group by e2.manager_id )

     and rownum = 1

 

위의 SQL에 해당하는 10053 Trace의 내용을 미리 예상해보자. 먼저 서브쿼리에 Group By를 사용하였으므로 CSU가 발생할 것이다. 연이어 CSU의 과정 중에 Interleaving 이 발생하여 CVM및 JPPD의 Cost가 같이 고려될 것이다. 하지만 위의 SQL은 조건절에 Rownum을 사용하였으므로 CVM이 발생할 수 없다. 따라서 JPPD만 고려될 것이다. 이제 우리가 예상한 내용이 맞는지 확인 해보자. 아래의 Trace 내용은 필요한 부분만 발췌하여 요약한 것이다.

 

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Cost-Based Subquery Unnesting
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SU: Using search type: exhaustive

SU: Starting iteration 1, state space = (2) : (1)

  Cost: 6.0035  Degree: 1  Card: 1.0000  Bytes: 41

 

SU: Considering interleaved complex view merging

CVM:     CVM bypassed: Outer QBc referencing ROWNUM.

  Cost: 5.0035  Degree: 1  Card: 1.0000  Bytes: 41

SU: Interleaved cost better than best so far.
SU: Finished interleaved complex view merging

SU: Considering interleaved join pred push down

JPPD: Using search type: linear

JPPD: Considering join predicate push-down

JPPD: Starting iteration 1, state space = (2) : (0)

  Cost: 6.0035  Degree: 1  Card: 1.0000  Bytes: 41

 

JPPD: Starting iteration 2, state space = (2) : (1)

  Cost: 4.0010  Degree: 1  Card: 1.0000  Bytes: 30

 

JPPD: Selected interleaved query.

SU: Finished interleaved join pred push down

SU: Updated best state, Cost = 4.00

 

SU: Starting iteration 2, state space = (2) : (0)

  Cost: 6.0037  Degree: 1  Card: 1.0000  Bytes: 15

 

SU: Not update best state, Cost = 6.00

SU: Will unnest subquery SUBQ (#2)

SU: Reconstructing original query from best state.

우리의 예상대로 먼저 CSU가 발생되었다. 연이어 Interleaving 기능에 의해 CVM이 고려되고 있지만 Rownum 제약사항 때문에 CVM이 발생되지 못한다.(CVM bypassed 부분 참조) 하지만 불완전 Costing(CVM을 제외한 최적화)은 계속 진행된다.

CVM과 JPPD 는 동시에 고려된다
CVM 과정이 끝나면 JPPD의 Costing 과정이 진행된다. Interleaving이 CVM뿐만 아니라 JPPD도 동시에 고려하고 있음을 알 수 있다. JPPD를 적용한 Iteration(JPPD: Starting iteration 2, state space = (2) : (1) 부분 참조) 의 Cost가 4.0010으로 최적임을 알 수 있다. 이로서 모든 Interleaving이 완료되었다.( SU: Finished interleaved join pred push down 부분 참조) 마지막으로 CSU를 수행하지 않는 Iteration의 Cost를 구하고 모든 CSU과정을 마치게 된다.

CSU의 최저 Cost는 CSU + CVM + JPPD를 모두 고려한것
한가지 주의해야 할 사항은 4.0010은 JPPD의 Cost가 되는 것이 아니라 CSU의 Cost 이다. SU: Updated best state, Cost = 4.00 부분을 보면 이러한 사실을 알 수 있다. 즉 CSU의 Cost는 단순히 CSU 자체의 Cost만 고려하는 것이 아니라 CSU + CVM + JPPD를 모두 고려한 후 최적의 Cost를 갖는 경우를 선택하는 것을 알 수 있다. Interleaving 기능으로 인하여 더욱 정확한 Cost를 구하는 것이 가능한 것이다.

PS
1)위의 내용은 내년초 출간될 책의 일부분을 발췌한 것이다.
2)아이러니 하게도 맨처음에 설명한 전략적 결혼과 같은 비근대적인 방법을 21세기의 우리사회에서도 가끔 볼수 있다.