04.DATABASE.md

백엔드 개발자 기술 인터뷰 | DATABASE 단골 질문

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• 1. 데이터베이스가 무엇인지, 주요 특징에 대해 말해주세요.
  • 1-1. 데이터베이스 관리 시스템, DBMS이 데이터베이스의 성능과 안정성을 보장하는 방법에 대해 말해주세요.
• 2. RDBMS와 NoSQL의 차이에 대해 말해주세요.
  • 2-1. RDBMS와 NoSQL은 어느 경우에 적합한지에 대해 말해주세요.
• 3. 데이터베이스에서 스키마(Schema)와 인스턴스(Instance)의 차이에 대해 말해주세요.
  • 3-1. 스키마 변경이 인스턴에 미치는 영향에 대해 말해주세요.
• 4. 데이터베이스 언어(DDL, DML, DCL)에 대해 말해주세요.
  • 4-1. 실무에서 DCL을 어떻게 활용하는지에 대해 말해주세요.
• 5. 트리거, Trigger에 대해 말해주세요.
  • 5-1. 트리거 사용 시 주의할 점에 대해 말해주세요.
• 6. Index는 무엇이고, 장단점에 대해 말해주세요.
  • 6-1. DBMS는 Index를 어떻게 관리하고 있는지에 대해 말해주세요.
  • 6-2. 어떤 경우에 해시 인덱스를 사용하는 것이 적합한지에 대해 말해주세요.
• 7. 정규화에 대해 말해주세요.
  • 7-1. 정규화에는 어떤 장단점이 있는지에 대해 말해주세요.
  • 7-2. 역정규화를 하는 이유에 대해 말해주세요.
  • 7-3. 정규화와 역정규화를 결정할 때 고려해야 할 요소는 무엇인지에 대해 말해주세요.
• 8. 이상 현상의 종류에 대해 말해주세요.
  • 8-1. 이상 현상을 방지하기 위한 가장 효과적인 방법에 대해 말해주세요.
• 9. SQL Injection이 무엇인지에 대해 말해주세요.
  • 9-1. SQL Injection을 방어 및 방지하기 위한 방법에 대해 말해주세요.
  • 9-2. 실무에서 SQL Injection 예방을 위해 어떤 프레임워크나 라이브러리를 사용하는지에 대해 말해주세요.
• 10. 트랜잭션이란 무엇인지에 대해 말해주세요.
  • 10-1. 트랜잭션의 ACID 특성에 대해 말해주세요.
  • 10-2. 격리 수준에 따른 차이점에 대해 말해주세요.
• 11. 데이터베이스 Lock이란 무엇인지에 대해 말해주세요.
  • 11-1. 데이터베이스 락의 종류에는 무엇이 있는지에 대해 말해주세요.
  • 11-2. 락 경합이 심할 때는 어떻게 대처할 수 있는지에 대해 말해주세요.
• 12. ElasticSearch와 RDBMS의 LIKE 검색의 차이점에 대해 말해주세요.
  • 12-1. ElasticSearch의 장점과 사용 사례에 대해 말해주세요.
• 13. 옵티마이저(Optimizer)란 무엇인지 말해주세요.
  • 13-1. 옵티마지어가 잘못된 실행 계획을 선택할 경우 해결 방법에 대해 말해주세요.
• 14. 데이터베이스 튜닝이 무엇인지 말해주세요.
  • 14-1. 가장 먼저 점검해야 하는 튜닝 요소가 무엇인지 말해주세요.
• 15. INNER JOIN과 OUTER JOIN의 차이에 대해 말해주세요.
  • 15-1. 어떤 JOIN 방식이 성능에 더 유리한지 말해주세요.
• 16. DELETE, TRUNCATE, DROP의 차이점에 대해 말해주세요.
  • 16-1. DELETE와 TRUNCATE의 주요 차이점에 대해 말해주세요.
• 17. HAVING과 WHERE의 차이점에 대해 말해주세요.

데이터베이스 개념 및 특징

데이터베이스가 무엇인지, 주요 특징에 대해 말해주세요.

• 데이터베이스는 관련 데이터들을 체계적으로 저장, 관리, 검색할 수 있도록 구성한 데이터 집합이다.

• 데이터 독립성: 데이터 구조 변경 시 애플리케이션에 미치는 영향을 최소화한다.

• 중앙 집중화: 데이터의 통합 관리 및 보안 강화를 한다.

• 동시서 제어: 여러 사용자가 동시에 접근해도 데이터 일관성을 유지한다.

• 무결성 보장: 데이터의 정확성과 일관성을 유지하기 위한 제약 조건이 있다. (PK, FK 등)

⁉️ 데이터베이스 관리 시스템, DBMS이 데이터베이스의 성능과 안정성을 보장하는 방법에 대해 말해주세요.

• DBMS는 인덱싱, 캐싱, 트랜잭션 관리, 백업 및 복구, 동시성 제어 등을 통해 데이터베이스의 성능과 안정성을 보장한다.

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RDBMS와 NoSQL의 차이

RDBMS와 NoSQL의 차이에 대해 말해주세요.

• RDBMS는 고정된 스키마와 테이블 기반의 데이터 모델로, SQL을 사용하며 ACID 트랜잭션 보장이 중요할 때 사용한다.
• NoSQL(Not Only SQL)은 스키마가 유연하며 문서, KEY-VALUE, 컬럼형, 그래프 등 다양한 모델을 제공하며, 수평적 확장성이 뛰어나 대용량 데이터 처리에 유리하다.

⁉️ RDBMS와 NoSQL은 어느 경우에 적합한지에 대해 말해주세요.

• 데이터 정합성과 복잡한 JOIN 연산이 필요한 경우는 RDBMS, 빠른 확장성과 유연한 스키마가 요구되면 NoSQL이 적합하다.

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스키마와 인스턴스의 차이

데이터베이스에서 스키마(Schema)와 인스턴스(Instance)의 차이에 대해 말해주세요.

• 스키마는 데이터베이스의 구조 즉, 테이블, 열, 데이터 타입, 관계 등을 정의한 청사진이다.
• 인스턴스는 스키마에 따라 실제 저장된 데이터 집합을 의미한다.

스키마가 데이터베이스의 설계도라면, 인스턴스는 설계도를 따라 실제로 저장된 테이블이다.

⁉️ 스키마 변경이 인스턴에 미치는 영향에 대해 말해주세요.

• 스키마 변경은 데이터 구조를 변경하므로, 기존 데이터의 마이그레이션이나 애플리케이션 수정이 필요할 수 있으며, 데이터 무결성 및 접근 방식에 영향을 줄 수 있다.

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DDL, DML, DCL

데이터베이스 언어(DDL, DML, DCL)에 대해 말해주세요.

• DDL(Data Definition Language)은 데이터베이스 구조를 정의, 수정, 삭제한다. (CREATE, ALTER, DROP)
• DML(Data Manipulation Language)은 데이터를 조작한다. (SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE)
• DCL(Data Control Lanaguage)은 데이터 권한 및 보안 관리를 한다. (COMMIT, ROLLBACK, GRANT, REVOKE)

⁉️ 실무에서 DCL을 어떻게 활용하는지에 대해 말해주세요.

• 권한 관리, 사용자 접근 통제, 감사 기록 등을 통해 보안을 강화한다.

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트리거, Trigger

트리거, Trigger에 대해 말해주세요.

• 트리거는 특정 테이블의 INSERT, DELETE, UPDATE 등 이벤트 발생 시 자동 실행되는 프로시저이다.
• 데이터 무결성 유지, 자동 로그 기록, 복잡한 비즈니스 로직을 실행할 때 사용된다.

⁉️ 트리거 사용 시 주의할 점에 대해 말해주세요.

• 트리거가 과도하게 복잡하거나 중첩되면, 성능 저하 및 디버깅이 어려워질 수 있어 필요한 경우에만 신중히 사용해야 한다.

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인덱스, INDEX

Index는 무엇이고, 장단점에 대해 말해주세요.

• 테이블 전체 스캔(FTS) 대신, 특정 컬럼의 정렬된 자료구조인 B+Tree 또는 해시 테이블을 이용해 빠른 검색을 지원한다.
• 검색, 정렬, 조인 성능을 향상시킬 수 있지만, 데이터 삽입, 수정, 삭제 시 인덱스 갱신 오버헤드가 발생할 수 있으며 추가 저장 공간이 필요하다.

⁉️ DBMS는 Index를 어떻게 관리하고 있는지에 대해 말해주세요.

• B+Tree는 리프 노드를 LinkedList로 연결하여 순차 접근에 유리하며 일반적으로 사용된다.
• 해시 테이블은 시간복잡도 O(1)을 가지지만, 범위 검색에는 부적합하다.

⁉️ 어떤 경우에 해시 인덱스를 사용하는 것이 적합한지에 대해 말해주세요.

• 등가 검색에 최적화되어 있어, 부등호(<, >) 조건이 없을 때 사용하는 것이 적합하다.

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정규화 및 역정규화

정규화에 대해 말해주세요.

• 데이터 중복을 최소화하고 이상 현상 예방, 그리고 데이터 무결성 유지를 위해 사용한다.

• 1NF는 각 컬럼이 원자값을 가져야 한다.

• 2NF는 기본 키와 부분 종속을 제거한다.

• 3NF는 이행적 종속을 제거한다.

• BCNF는 모든 결정자가 후보 키가 되어야 한다.

⁉️ 정규화에는 어떤 장단점이 있는지에 대해 말해주세요.

• 정규화는 데이터 중복 제거, 이상 현상 예방, 그리고 유지보수에 용이하다.
• 다만, 지나친 분해로 JOIN 연산이 증가하면서 성능 저하가 될 가능성이 있다.

⁉️ 역정규화를 하는 이유에 대해 말해주세요.

• 읽기 작업이 많은 경우를 위해 정규화된 구조의 JOIN 비용을 줄여 성능을 개선하기 위함이다.

⁉️ 정규화와 역정규화를 결정할 때 고려해야 할 요소는 무엇인지에 대해 말해주세요.

• 데이터 일관성, 읽기 및 쓰기 비율, 시스템 성능, 그리고 데이터 변경 빈도 등을 종합적으로 고려해야 한다.

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이상 현상

이상 현상의 종류에 대해 말해주세요.

• 삽입 이상: 데이터 삽입 시 불완전한 정보로 인해 발생하는 문제이다.
• 갱신 이상: 중복 데이터 수정 시 일부만 수정되어 데이터 모순이 발생하는 문제이다.
• 삭제 이상: 데이터 삭제 시 의도치 않은 관련 정보까지 삭제되는 문제이다.

⁉️ 이상 현상을 방지하기 위한 가장 효과적인 방법에 대해 말해주세요.

• 정규화를 통해 데이터 중복을 제거하고, 제약 조건을 설정하여 이상 현상을 예방할 수 있다.

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SQL Injection

SQL Injection이 무엇인지에 대해 말해주세요.

• 공격자가 악의로 SQL 코드를 삽입하여 데이터베이스를 조작하는 공격 기법이다.

⁉️ SQL Injection을 방어 및 방지하기 위한 방법에 대해 말해주세요.

• 유효하지 않은 입력은 차단한다.
• 쿼리와 데이터를 분리시킨다.
• 미리 정의된 쿼리 형식을 사용한다.
• 데이터베이스 사용자 권한을 최소화한다.

⁉️ 실무에서 SQL Injection 예방을 위해 어떤 프레임워크나 라이브러리를 사용하는지에 대해 말해주세요.

• 대부분의 현대 프레임워크는 Prepared Statement를 기본적으로 지원하며, 추가로 ORM을 활용하면 보안성이 강화된다.

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트랜잭션, Transaction

트랜잭션이란 무엇인지에 대해 말해주세요.

• 트랜잭션은 데이터베이스에서 논리적인 작업의 단위로, 하나의 작업을 구성하는 여러 개의 연산이 모두 성공해야 하고, 하나라도 실패하면 전체를 롤백해야 한다.
  • 데이터의 일관성 유지, 장애 발생 시 데이터 무결성 보장, 그리고 여러 사용자가 동시에 작업할 때 데이터 동기화 문제 해결을 위해 필요하다.

⁉️ 트랜잭션의 ACID 특성에 대해 말해주세요.

• 원자성(Atomicity): 트랜잭션 내 연산이 모두 성공하거나, 모두 실패해야 한다.
• 일관성(Consistency): 트랜잭션이 완료된 후에도 데이터베이스는 일관된 상태를 유지해야 한다.
• 격리성(Isolation): 동시에 실행되는 트랜잭션이 서로 영향을 주지 않도록 보장한다.
• 지속성(Durability): 트랜잭션이 커밋된 후에는 장애가 발생해도 변경 사항이 유지된다.

⁉️ 격리 수준에 따른 차이점에 대해 말해주세요.

• 격리 수준(Isolation Level)에 따라 동시성(성능)과 데이터 일관성이 달라진다.
  • Read Uncommitted: 커밋되지 않은 데이터 읽기를 허용하지만, Dirty Read가 발생할 수 있다.
  • Read Committed: 커밋된 데이터만 읽기를 허용하지만, Non-repeatable Read가 발생할 수 있다.
  • Repeatable Read: 같은 트랜잭션 내에서 같은 데이터를 읽으면 값이 유지되지만, Phantom Read가 발생할 수 있다.
  • Serializable: 가장 높은 수준의 격리 레벨로 트랜잭션을 직렬화하여 실행하지만, 성능 저하가 발생할 수 있다.

격리 수준이 높을수록 데이터 일관성은 강하지만, 동시성(성능)은 낮아진다.

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DB Lock

데이터베이스 Lock이란 무엇인지에 대해 말해주세요.

• 트랜잭션 간 순차적 처리를 보장하여 데이터 일관성을 유지하는 기술이다.
• 여러 사용자가 동시에 같은 데이터를 수정할 경우, 충돌을 방지하기 위해 사용된다.

⁉️ 데이터베이스 락의 종류에는 무엇이 있는지에 대해 말해주세요.

• 공유 락(Shared Lock, S Lock): 데이터를 읽기만 가능하고, 여러 트랜잭션이 동시에 읽을 수 있다.
• 배타 락(Exclusive Lock, X Lock): 데이터에 대한 쓰기 연산을 수행할 때 설정하며, 다른 트랜잭션의 접근을 차단한다.

⁉️ 락 경합이 심할 때는 어떻게 대처할 수 있는지에 대해 말해주세요.

• 타임아웃 설정을 통해 일정 시간이 지나면 락을 해제하여 교착 상태를 방지한다.
• 락 분할을 통해 테이블 단위가 아닌, 행 또는 페이지 단위로 락을 적용하여 동시성을 높인다.
• 락 순서 일관성 유지를 통해 트랜잭션이 락을 획득하는 순서를 고정하여 교착 상태를 방지한다.

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ElasticSearch와 LIKE 검색의 차이점

ElasticSearch와 RDBMS의 LIKE 검색의 차이점에 대해 말해주세요.

• ElasticSearch는 역색인(Inverted Index)을 사용하여 빠른 검색을 제공하며, 자연어 검색, 유사어 검색, 정렬 등의 기능을 제공한다.
• RDBMS의 LIKE 연산은 단순 텍스트 매칭으로, 인덱스를 사용할 수 없으면 성능 저하가 발생할 수 있다.

⁉️ ElasticSearch의 장점과 사용 사례에 대해 말해주세요.

• ElasticSearch은 빠른 검색 속도와 대량의 데이터 처리가 가능하며, 유연한 쿼리를 제공한다는 장점이 있다.
• 때문에 검색 엔진, 로그 분석 시스템, 빅데이터 검색 등에서 사용된다.

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옵티마이저(Optimizer)

옵티마이저(Optimizer)란 무엇인지 말해주세요.

• SQL 쿼리의 여러 실행 계획 중 최적의 경로를 결정하여, 쿼리 성능을 향상시키는 DBMS의 핵심 엔진이다.
• 통계 정보와 비용 기반 분석을 통해 최적의 실행 계획을 선택한다.
• 비용 기반 옵티마이저(CBO)와 규칙 기반 옵티마이저(RBO)가 있다.

⁉️ 옵티마지어가 잘못된 실행 계획을 선택할 경우 해결 방법에 대해 말해주세요.

• 통계 정보 업데이트를 통해 최신 데이터 분포를 반영하도록 한다.
• 힌트를 사용하여 실행 계획을 수동으로 조정할 수 있다.
• 인덱스가 비효율적이라면 추가 및 변경을 통해 인덱스 재설계를 할 수 있다.

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데이터베이스 튜닝

데이터베이스 튜닝이 무엇인지 말해주세요.

• 데이터베이스 성능을 최적화하는 과정을 3단계로 나눌 수 있다.
  • DB 설계 튜닝은 인덱스, 파티셔닝, 정규화를 통해 최적화한다.
  • DBMS 튜닝은 캐시, 메모리 할당을 통해 최적화한다.
  • SQL 튜닝은 실행 계획 분석, 조인 방식을 통해 최적화한다.

⁉️ 가장 먼저 점검해야 하는 튜닝 요소가 무엇인지 말해주세요.

• 실행 계획 확인, 인덱스 사용 여부 확인, 그리고 쿼리 성능을 분석하여 응답 시간이나 병목 구간을 확인해야 한다.

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INNER JOIN과 OUTER JOIN의 차이점

INNER JOIN과 OUTER JOIN의 차이에 대해 말해주세요.

• INNER JOIN은 두 테이블에서 조인 조건에 일치하는 데이터만 반환한다.
• OUTER JOIN은 한쪽 테이블에 데이터가 없어도 NULL 값을 포함하여 반환한다.

⁉️ 어떤 JOIN 방식이 성능에 더 유리한지 말해주세요.

• INNER JOIN은 불필요한 NULL 값이 포함되지 않아 성능적으로 유리한 경우가 많다.
• 반면, OUTER JOIN은 필요한 경우에만 사용해야 성능 저하를 방지할 수 있다.

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DELETE vs TRUNCATE vs DROP

DELETE, TRUNCATE, DROP의 차이점에 대해 말해주세요.

• DELETE는 특정 행을 삭제할 수 있으며, ROLLBACK이 가능하다.
• TRUNCATE는 전체 행을 삭제할 수 있으며, ROLLBACK이 불가능하다.
• DROP은 테이블 자체를 삭제한다.

⁉️ DELETE와 TRUNCATE의 주요 차이점에 대해 말해주세요.

• DELETE는 개별 행을 삭제하고, 로그를 기록하므로 속도가 느리다.
• 반면, TRUNCATE는 전체 데이터 삭제 후 테이블을 재생성하므로 속도가 빠르다.

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HAVING과 WHERE의 차이점

HAVING과 WHERE의 차이점에 대해 말해주세요.

• HAVING은 그룹화 후 집계 결과에 조건을 적용한다.
• WHERE은 그룹화 전 개별 행에 조건을 적용한다.

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