15. [MS-SQL] 클러스터 인덱스(Clustered Index)

클러스터 인덱스(Clustered Index)

클러스터 인덱스(Clustered Index)는 데이터베이스 테이블의 데이터를 정렬된 순서로 저장하는 인덱스 구조입니다. 클러스터 인덱스는 테이블의 데이터가 인덱스 키의 순서에 따라 물리적으로 정렬되도록 합니다. 각 테이블에는 하나의 클러스터 인덱스만 존재할 수 있습니다.

(통상적으로 PK를 인덱스를 잡는다.)

클러스터 인덱스의 주요 특징

1. 물리적 정렬:
   • 클러스터 인덱스는 테이블의 데이터가 인덱스 키 값의 순서에 따라 물리적으로 정렬되도록 합니다. 이는 데이터 검색 시 빠른 접근을 가능하게 합니다.
   • 삽입(Insert), 삭제(Delete), 수정(Update)로 데이터 페이지에 변환이 일어난다면, 전체 정렬이 필요함
2. 하나의 클러스터 인덱스:
   • 하나의 테이블에는 하나의 클러스터 인덱스만 존재할 수 있습니다. 이는 테이블의 물리적 순서를 결정하기 때문입니다.
3. 데이터 페이지와 인덱스 페이지가 동일:
   • 클러스터 인덱스의 경우 인덱스 페이지와 데이터 페이지가 동일합니다. 즉, 인덱스의 리프 노드가 실제 데이터 페이지를 가리킵니다.
4. 데이터 중복 불가능:
   • 클러스터 인덱스 키 값은 고유해야 합니다. 만약 키 값이 고유하지 않다면, 데이터베이스 시스템은 고유성을 보장하기 위해 내부적으로 고유 식별자를 추가할 수 있습니다.

클러스터 인덱스의 사용 목적

클러스터 인덱스는 주로 데이터의 물리적 정렬을 통해 검색 성능을 최적화하는 데 사용됩니다. 다음과 같은 상황에서 유용합니다:

1. 범위 검색 최적화:
   • 특정 범위 내의 데이터를 자주 검색하는 경우 클러스터 인덱스를 사용하면 성능이 향상됩니다.
2. 순차적 데이터 접근:
   • 데이터를 순차적으로 접근하는 경우(예: 날짜 순으로) 클러스터 인덱스가 유리합니다.
3. 주요 키로 자주 검색:
   • 테이블의 주요 키로 데이터를 자주 검색하는 경우 클러스터 인덱스를 사용하면 효율적입니다.
4. 정렬된 결과 반환:
   • 쿼리에서 정렬된 결과를 자주 반환해야 하는 경우 클러스터 인덱스를 사용하면 정렬 비용이 줄어듭니다.

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클러스터 인덱스의 예시

클러스터 인덱스를 생성하고 사용하는 방법을 예시를 통해 살펴보겠습니다.

1. 기본 키를 통한 클러스터 인덱스 생성

기본 키를 설정할 때 자동으로 클러스터 인덱스가 생성됩니다.

CREATE TABLE Orders (
    OrderID int PRIMARY KEY,
    CustomerID int,
    OrderDate datetime
);

위 예제에서 OrderID 열에 기본 키 제약 조건이 설정되었고, 이로 인해 OrderID에 클러스터 인덱스가 자동으로 생성됩니다.

2. 클러스터 인덱스를 명시적으로 생성

기본 키가 아닌 다른 열에 클러스터 인덱스를 생성할 수도 있습니다.

CREATE CLUSTERED INDEX idx_order_date
ON Orders (OrderDate);

이 예제에서는 OrderDate 열에 클러스터 인덱스를 생성합니다. 이제 Orders 테이블의 데이터는 OrderDate 열의 값에 따라 정렬됩니다.

클러스터 인덱스의 사용 예시

클러스터 인덱스가 있는 테이블에서 데이터를 검색할 때의 예시입니다.

-- 클러스터 인덱스를 사용한 데이터 검색
SELECT *
FROM Orders
WHERE OrderDate BETWEEN '2024-01-01' AND '2024-12-31';

이 쿼리는 OrderDate를 기준으로 데이터를 검색하며, 클러스터 인덱스를 사용하여 범위 검색 성능이 향상됩니다.

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클러스터 인덱스의 장점과 단점

장점:

• 빠른 범위 검색: 물리적 정렬로 인해 범위 검색이 매우 빠릅니다.
• 순차적 데이터 접근 최적화: 순차적으로 데이터를 접근할 때 성능이 향상됩니다.
• 정렬 비용 감소: 정렬된 결과를 반환하는 쿼리에서 성능이 향상됩니다.

단점:

• 데이터 삽입/삭제 성능 저하: 데이터의 물리적 정렬을 유지해야 하므로, 삽입과 삭제 연산의 성능이 저하될 수 있습니다.
• 한 개의 클러스터 인덱스만 허용: 테이블당 하나의 클러스터 인덱스만 생성할 수 있습니다.
• 페이지 분할: 삽입 시 새로운 데이터가 기존 데이터 중간에 위치해야 하는 경우 페이지 분할이 발생할 수 있습니다.

클러스터 인덱스는 데이터베이스의 성능 최적화에 중요한 역할을 하지만, 사용 시 주의가 필요합니다. 데이터 삽입 및 삭제가 빈번한 경우 클러스터 인덱스의 성능 저하를 유발할 수 있으므로, 테이블의 사용 패턴에 따라 신중하게 설계해야 합니다.