데이터베이스 키 설계

[sangjun121]

📆 일자: 26년 6월 30일(화)

🤔 아직 주제가 어렵게 느껴진다면, 기본 질문만 답변하는 것을 목표로 진행해주세요. 시간 여유가 된다면 심화 질문을 추가 학습하는 것을 권장합니다. 추후 질문은 다음 디스커션 이후 다시 다뤄볼 질문입니다. 오늘 작성하지 않아도 괜찮습니다. (25기 이상은 심화 질문까지 다뤄보는 것을 권장합니다.)

발제 의도: 해당 주제는 키가 무엇인지에 대한 질문보다는, 데이터베이스 설계 시에 어떤 기준으로 키를 설정할 것인지 설계 철학을 묻는 질문에 가깝습니다. 따라서 각 키에 대한 개념을 우선 이해하고, "어느 상황에서 해당 키를 사용할 것인지" 기준을 명확히 세우는 것이 이번 주제의 발제 의도입니다.

기본 질문 (필수)

1. 기본키(Primary Key), 외래키(Foreign Key), Unique Key는 각각 무엇인가요?
2. 기본키는 어떤 기준으로 선택해야 하나요?
3. 외래키를 사용하는 이유와 장단점에 대해 설명해주세요.

심화 질문 (선택)

1. 외래키를 사용하지 않는 경우도 있을까요? 있다면 어떤 상황에서 그렇게 설계하나요?
2. 애플리케이션에서 무결성을 보장하는 것과 데이터베이스에서 외래키를 사용하는 것의 장단점을 비교해주세요.
3. Auto Increment와 UUID를 기본키로 사용할 때 각각의 장단점을 설명해주세요.
4. Natural Key와 Surrogate Key의 차이와 실제 서비스에서는 어떤 방식을 선호하는지 설명해주세요.

추후 질문 (선택)

1. ON DELETE / ON UPDATE 옵션(CASCADE, SET NULL, RESTRICT 등)에 대해 설명해주세요.
2. InnoDB에서 외래키와 인덱스는 어떤 관계가 있나요?

[9ga0]

1. 기본키(Primary Key), 외래키(Foreign Key), Unique Key는 각각 무엇인가요?

기본키PK: 테이블의 각 행을 유일하게 식별하는 대표 키. (이 속성의 모든 행 값이 달라야한다.)
외래키FK: 다른 테이블의 기본키를 참조하여 테이블 간의 관계를 맺어준다. (데이터의 참조 무결성을 유지)
유일키 : 기본키처럼 고유성을 보장하지만 NULL값을 허용한다.

2. 기본키는 어떤 기준으로 선택해야 하나요?

전체 데이터 중에서 유일하고(유일성),
가능한 한 가장 적은 수의 속성으로 구성 가능하고(최소성),
값이 자주 변하지 않고(불변성),
비어있지 않고(NULL값 불가),
현실의 데이터보다는 id같이 시스템 내부용 정수 값(인공키 사용 권장)을 사용하는 게 좋다.

3. 외래키를 사용하는 이유와 장단점에 대해 설명해주세요.

외래키는 데이터의 무결정을 유지하기 위해 사용하는데, 즉 부모 테이블(참조대상)에 없는 데이터를 자식테이블(참조하는쪽)에 넣는 것을 방지할 수 있다.

장점

• 데이터의 일관성을 보장할 수 있고, 비즈니스 로직을 명확화할 수 있다(메뉴 존재 여부 확인 등 시스템의 규칙이 데이터 구조에 투명하게 드러남).

단점

• 성능부하: 삽입,삭제할 때마다 참조 무결성을 검사해서 오버헤드가 발생하여 성능이 저하될 수 있다.
• 유연성 저하: 테이블 구조를 변경하거나 데이터를 삭제할 때, 외래키 제약 조건 때문에 작업이 까다로울 수 있다. 예를 들어 부모 데이터를 삭제하려면 자식 데이터를 먼저 삭제하거나 연결을 끊어야하는 조건이 있을 수 있다.

설계 팁)
PK는 되도록 시스템이 자동 생성한 정수형 인공키를 사용하고, FK는 데이터 간의 관계가 명확하고, 데이터가 잘못 엮이지 않아야 하는 중요한 관계일 때 설정하고, Unique키는 PK는 아니지만 중복을 허용하지 않아야하는 컬럼(이메일, 로그인ID 등)에 사용한다.

1.메뉴 테이블

메뉴번호 (PK)	메뉴명	가격
M01	닭강정 오므라이스	6000
M02	육회비빔밥	6500

2.손님 테이블

손님번호 (PK)	이름	연락처(Unique)
C01	구가영	010-9999-9876
C02	팔가영	010-8888-8765

3.주문 테이블

주문번호 (PK)	손님번호(FK)	메뉴번호 (FK)
O001	C01	M01
O002	C01	M02
O003	C02	M02

[JM-220]

Q1. 기본키(Primary Key), 외래키(Foreign Key), Unique Key는 각각 무엇인가요?

• 기본키(Primary Key) : 기본키란 테이블의 행을 식별할 수 있는 유일한(중복이 안됨) 속성(혹은 속성들-> 복합키의 경우)
• 외래키(Foreign Key) : 외래키란 다른 데이블의 기본키를 참조하도록 하는 속성이다. 외래키를 사용하면 다른 테이블과 관계가 생긴다
• Unique Key : 중복 값이 허용되지 않는 속성. 예시로 게임 계정을 만드는데 동일 전화번호 가입을 막기 위해 전화번호 속성에 Unique Key를 적용할 수 있음.

Q2. 기본키는 어떤 기준으로 선택해야 하나요?

해당 조건들을 기준으로 선택

• 유일성 : (정의와 연걸) 행을 식별할 수 있는 유일한 값이어야 한다.
• 최소성 : 최소한의 속성으로 구성되어야 한다.
• 불변성 : 기본키가 테이블에 추가되면 변경되지 않는 것이 좋다.
• NOT NULL : NULL 이 포함될 수 없다.
• 단순성 : 최소성이랑 겹치는 개념인데 차이는 의미를 가진 속성을 키로 만드는 것보다 인조키(Auto Increment 활용한)를 사용하는 것이 좋음.

Q3. 외래키를 사용하는 이유와 장단점에 대해 설명해주세요.

• 서로 다른 테이블의 관계를 명시함으로 데이터베이스 구조를 파악하기 쉬워짐
• 데이터 무결성 유지
  • FK 를 가진 테이블이 자식, PK 로 연결되는 테이블이 부모 테이블이다. 부모테이블 없이는 자식테이블이 존재할 수 없다. 이를 통해 무결성을 유지할 수 있음. 옵션을 설정 가능함
  • CASCADE , RESTRICT 등

심화질문

Q1. 외래키를 사용하지 않는 경우도 있을까요? 있다면 어떤 상황에서 그렇게 설계하나요?

• 성능이 중요한 서비스에서 외래키를 사용하면 성능이 저하될 수 있음. 외래키 추가 수정 삭제 시, pk 테이블도 확인해야 해서 그럼.
• 테이블 구조 변경이나 데이터 이동 시, 외래키 제약조건으로 인해 작업이 복잡해지고 제약을 받음
• 데드락(교착) 위험이 증가함. 트랜잭션이 대량으로 발생하면 위에서 말한 이유로 인해 연산이 늘어나기 때문에 데드락 발생확률 역시 증가함.

[dnnals]

기본키(Primary Key), 외래키(Foreign Key), Unique Key는 각각 무엇인가요?

1. 기본키(Primary Key, PK)

테이블에서 각 레코드를 식별할 수 있게 하는 대표 키 값

2. 외래키(Foreign Key, FK)

테이블 간의 연결을 위해 상대 테이블을 참조하는 키 값

3. Unique Key

유일성(같은 테이블 내에 같은 값을 가진 수 없는 성질)을 가지는 키 값

예시

유저

주민번호(PK)	이름	이메일(Unique Key)	주문번호(FK)
01xxxx-3	김ㅇㅇ	kim@naver.com	101
04xxxx-4	박ㅇㅇ	park@naver.com	102

주문

주문번호(PK)	상품
101	책
102	책갈피

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기본키는 어떤 기준으로 선택해야 하나요?

기본키는 유일성, 최소성, 불변성, 존재성을 가진 값으로 선택돼야 한다.

• 유일성: 각 레코드를 식별할 수 있는 유일한 값이어야 한다.
• 최소성: 반드시 필요한 속성으로만 구성돼야 한다.
• 불변성: 값의 변경이 자주 이루어지지 않아야 한다.
• 존재성: 항상 값이 존재해야 한다.

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외래키를 사용하는 이유와 장단점에 대해 설명해주세요.

1. 사용 이유

테이블은 서로 연관성을 가질 수 있다. 이런 관계를 표현하기 위해 한 테이블이 다른 테이블을 외래키로 참조하여 연결한다.

2. 장점

한 테이블에서 다른 테이블로 참조할때 참조하는 테이블은 자식 테이블, 참조 당하는 테이블은 부모 테이블로 부모-자식 관계가 형성된다.
이때, 자식 테이블로 새로운 데이터가 입력될 때, 부모 테이블에 존재하지 않는 데이터를 참조한다면 참조 무결성을 해치게 된다.
하지만 외래키를 사용한다면 DB 단에서 부모 테이블에 존재하지 않는 데이터가 들어올때 차단시켜주기 때문에 참조 무결성을 보장한다.

3. 단점

외래키로 여러 테이블이 얽혀 있고, 삭제, 수정, 이동 등 유지보수를 할때 얽혀 있는 테이블에서 참조 무결성을 보장하기 위해 데이터를 참조 순서대로 다뤄야하는 복잡함이 존재한다.

[vvineey]

기본키, 외래키, Unique Key는 각각 무엇인가요?

기본키(Primary Key)

테이블의 각 행을 유일하게 구분하는 키

• 중복될 수 없음
• NULL 값을 가질 수 없음
• 한 테이블에 하나만 지정할 수 있음

외래키(Foreign Key)

다른 테이블의 기본키나 unique key를 참조하는 키

Unique Key

특정 컬럼이나 컬럼 조합의 값이 중복되지 않도록 제한하는 키
중복되면 안 됨 -> Unique Key로 설정할 수 있음

• 기본키는 행을 대표하는 식별자임
• Unique Key는 특정 값의 중복을 방지함
• 한 테이블에 여러 개의 Unique Key를 설정할 수 있음

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기본키는 어떤 기준으로 선택해야 하나요?

1. 값이 유일해야 함
2. 값이 변경되지 않아야 함
3. NULL이 없어야 함
4. 가능한 짧고 단순해야 함

이메일이나 이름은 변경될 수 있으므로 기본키로 사용하기보다 별도의 번호를 사용하는 경우가 많음.
일반적으로 자동 증가 숫자나 UUID 같은 대리키를 기본키로 사용하고, 이메일처럼 중복되면 안 되는 값에는 Unique Key를 설정함.

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외래키를 사용하는 이유와 장단점에 대해 설명해주세요.

외래키를 사용하는 이유

외래키는 테이블 사이의 관계를 표현하고, 존재하지 않는 데이터를 참조하는 것을 방지하기 위해 사용
-> 참조 무결성 !!

장점

1. 잘못된 참조 데이터를 방지함
2. 테이블 간 관계를 명확하게 표현함
3. 데이터의 일관성을 유지할 수 있음
4. 애플리케이션의 실수를 데이터베이스에서 한 번 더 방지함

단점

1. 데이터 삽입, 수정 시 추가 검사 비용이 발생할 수 있음
2. 부모 데이터를 삭제할 때 자식 데이터도 고려해야 함
3. 테이블 간 결합도가 높아질 수 있음
4. 분산 시스템이나 마이크로서비스에서는 적용하기 어려울 수 있음

ON DELETE CASCADE 사용하면
부모 데이터 삭제 시 자식 데이터도 함께 삭제할 수 있지만 중요한 데이터가 예상치 못하게 삭제될 수 있으므로 주의해야 함

[eunji719]

1. 기본키,외래키는 각각 무엇인가요?

기본키란, 한 테이블에서 중복인 값을 갖지 않고, NULL값이 될 수 없는 속성을 말한다. 외래키란, 두개 이상의 테이블 사이에 관계를 나타내는 키로 부모 테이블에 기본키와 같은 속성을 가져야 하며 기본키와 다르게 NULL값을 가질 수도 있다.

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2. 기본키는 어떤 기준으로 선택해야 하나요?

우선 한 테이블 안에서 중복이 없는 속성이여야 하고, 그중에서도 가장 최소한의 속성들로 묶인 값이어야 한다. 또한 한 행이라도 NULL을 가져서는 안되고, 수정이 대체로 불가능한 값이 기본키로 설정돼야 한다.

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3. 외래키를 사용하는 이유와 장단점에 대해 설명해주세요.

외래키로 지정된 값이 부모테이블의 기본키 외에는 다른 값을 가질 수 없게 제어하면서, 두개 이상의 테이블 간의 관계가 일관되고 정확하게 유지되도록 하려고 사용한다. 찾아보니 외래키는 실무에서 잘 쓰이지 않는다고 한다. 그 이유는 실무에서는 데이터를 수작업으로 다루는 경우가 빈번한데, 이때 외래키를 사용하면 데이터 불일치가 많이 발생하기 때문에 번거로움이 발생할 수 있다고 한다.

[k9425mino]

기본질문 1. 기본키(Primary Key), 외래키(Foreign Key), Unique Key는 각각 무엇인가요?

키에 대해 알아보기 전에 알아야 할 유일성과 최소성이라는 개념이 있다.

• 유일성 : 하나의 키값으로 튜플을 유일하게 식별할 수 있는 성질 (중복 X)
• 최소성 : 키를 구성하는 속성들 중 필요한 최소한의 속성들로만 키를 구성하는 성질

슈퍼키(Super Key) : 유일성 O, 최소성 X

• 유일성의 특성을 만족하는 속성들의 집합. 따라서 중복된 값이 존재하지 않는다.

후보키(Candidate Key) : 유일성 O, 최소성 O

• 슈퍼키 중에서 최소성을 만족하는 키

기본키(PK, Primary Key) :

• 후보키 중 메인으로 선정되는 키. 따라서 후보키의 성질을 가짐.
• 유일성과 최소성을 가지며, 해당 레코드를 식별할 때 기준이 되는 반드시 필요한 키.
• 하나의 테이블에는 반드시 하나의 기본키만 존재하도록 함.

외래키(FK, Foreign Key) :

• 테이블 간의 관계를 나타낼 때 사용하며, 다른 테이블의 기본키를 참조해 외래키로 사용함.
• 외래키 설정을 따로 하지 않아도 데이터 조회가 가능하지만, 외래키를 통해 데이터의 무결성을 지킬 수 있음.

고유키(Unique Key) :

• 기본키는 테이블의 각 행의 대표 식별자 역할을 한다면, 고유키는 특정 컬럼의 데이터 중복을 방지하기 위한 제약조건의 역할을 함.
• 기본키와 달리 NULL 값을 허용함.
• 한 테이블에 여러 개 존재할 수 있음.

기본질문 2. 기본키는 어떤 기준으로 선택해야 하나요?

• 후보키이어야 함. 따라서 후보키의 성질을 지님.
• 값의 변동이 잦은 후보키는 기본키로 부적절함.
• NULL 값을 가질 수 있는 속성이 포함된 후보키는 기본키로 부적절함.
• 후보키 중 단순한 키를 기본키로 선택한다.

기본질문 3. 외래키를 사용하는 이유와 장단점에 대해 설명해주세요.

외래키를 사용하는 이유는 부모-자식 테이블 관계를 맺어주고 스키마를 통해 각 테이블의 연관관계를 알 수 있게 해준다. 또한 외래키의 제약조건인 참조 무결성을 통해 데이터의 정합성을 지키도록 할 수 있기 때문이다.
연관관계에 있는 테이블에서 외래키로 지정된 컬럼 데이터가 부모의 기본키 외에는 다른 값을 가질 수 없도록 하여 외래키 컬럼에 저장될 수 있는 데이터를 제어하게 된다.

하지만 이러한 외래키도 단점들이 존재한다.

• 추가적인 컴퓨팅 리소스가 발생함.
• 개발 시 외래키가 있음으로서 불편함.
• 관리가 어렵다.

실무에서는 외래키를 잘 사용하지 않는데, 무결성, 정합성을 희생시켜 개발의 편의성, 안정성, 확장성을 확보하는 것이다.

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심화질문 1. 외래키를 사용하지 않는 경우도 있을까요? 있다면 어떤 상황에서 그렇게 설계하나요?

외래키는 데이터의 무결성을 보장시켜주지만, 위에서 말한 성능저하, 관리의 어려움, 유연성 부족 등과 같은 단점들과 같은 이유로 실무에서는 잘 사용하지 않는다.

심화질문 2. 애플리케이션에서 무결성을 보장하는 것과 데이터베이스에서 외래키를 사용하는 것의 장단점을 비교해주세요.

애플리케이션 자체에서 무결성을 보장

• 장점 :
• 단점 :

데이터베이스에서 외래키를 사용하여 무결성을 보장

• 장점 : 데이터의 무결성을 강제적으로 보장함,
• 단점 :

심화질문 3. Auto Increment와 UUID를 기본키로 사용할 때 각각의 장단점을 설명해주세요.

Auto Increment 를 기본키로

• 장점 : 간단하고 직관적인 생성, 숫자로 정렬되어 있어 검색이 빠름, 저장공간 적게 소모, 고유성을 지녀 편리하게 중복 제거 가능.
• 단점 : 분산환경에서는 중복 값 발생 가능, 키 값이 예측하기 쉬워져 보안에 취약, 삭제한 뒤의 재사용 시 인덱스 문제, 사전에 생성이 불가능함.

UUID 를 기본키로

• 장점 : 전세계적으로 고유한 값 생성 가능, 분산환경에서 데이터를 유연하게 관리 가능, 기본운영체제나 아키텍처에 관계없이 모든 플랫폼에서 사용 가능, 숫자값이 가짜가 아닌 진짜 값임.
• 단점 : 의미적으로 알아보기 어려움, 정렬이 어려움, 저장공간이 큼, 성능저하가 발생하는 경우가 있음.

심화질문 4. Natural Key와 Surrogate Key의 차이와 실제 서비스에서는 어떤 방식을 선호하는지 설명해주세요.

Natural Key(자연키) : 실제 테이블에 존재하는 데이터 (비즈니스에서 사용 되는 컬럼) 중에서 기본키로 쓰는 키.

• 직관적이며, 의미가 명확하고, 추가적인 공간소모가 없다는 장점이 있다.
• 복잡한 자연키가 사용될 경우 성능이 저하될 수 있다.
• 비즈니스 요구사항에 따라 해당 키가 유일한 값이 아니게 될 수 있고 보안문제에 걸릴 수 있다.

Surrogate Key(대체키) : 레코드를 고유하게 식별하기 위해서 인위적으로 생성된 키를 말한다.

• 대표적인 예로 Auto Increment가 있다.
• 오로지 레코드를 식별하기 위해 만들어지므로 데이터의 안정성이 높고, 보통 자연수 값을 사용하기 때문에 조인 시에 성능이 향상된다는 장점이 있다.
• 하지만 데이터베이스 외부에서는 아무 의미를 가지지 못하게 되고, 추가적인 열을 만들어줘야하기 때문에 데이터베이스의 크기가 증가하게 된다는 단점이 있다.

실무에서는 어떤 방식을 선호하나? 일반적으로 자연키를 사용한다는 것을 찾아볼 수 있었으나, 그것은 서비스 상황마다 다르다고 할 수 있다.

대체키가 사용되는 경우

• 입력 데이터 중 기본키가 될만한 항목이 없고 데이터가 중복되어 있는 경우
• 기본키의 값이 커서 반복되어 사용되는 경우
• 기본키의 체계가 변화되는 경우
• 자연키 정보가 노출되는 것을 막고싶은 경우

[gundoan]

1.기본키(Primary Key), 외래키(Foreign Key), Unique Key는 각각 무엇인가요?

Primary Key: 테이블에서 각행을 식별하는 칼럼. 값이 중복될 수 없다. NULL이 될 수 없다.

Unique Key : primary key 는 해당 행을 식별하는 대표 키. unique key 는 식별용은 아니지만 비지니스 규칙상 중복되면 안되는 값.

컬럼	제약	역할
id	primary key	행을 식별 (다른 테이블이 참조하는 기준)
email	unique key	"이메일 중복 가입 방지"라는 비즈니스 규칙 강제
phone	unique key(NULL 허용)	"전화번호 중복 방지", 단 미입력 허용

Foreign Key: 다른 테이블 (또는 자기 자신) 의 기본키나 외래키를 참조 하는 칼럼.

외래키에 들어가는 값은 반드시 부모 테이블에 존재해야 하며, 참조 중인 부모행을 삭제 하는 것을 막아줌.

2. 기본키 선택 기준

1. 중복이 없어야 한다.
2. 식별에 꼭 필요한 만큼만.

이유: 군더더기가 되는 칼럼까지 불필요한 제약에 포함된다. → 나중에 그 칼럼을 수정하려 할 때 제약에 걸릴 수 있음.

3. 외래키 사용 이유와 장단점

사용 이유 :

1. 자식의 테이블에서 외래키에 부모에 없는 데이터를 넣으려고 하면 그걸 막아버린다.
2. 부모 테이블에 있는 행을 지우려고 해도, 자식 테이블의 외래키가 그행을 가르키고 있다면 부모 테이블에서 지울 수 없다.

장점:

1. 사람의 실수를 DB 가 막아준다.
2. 관계가 한눈에 보인다.

단점:

1. 자식 테이블에서 데이터를 넣을 때 마다, 부모 테이블로 가서 진짜 이 데이터가 있는지 확인해야 하기 때문에 느리다.