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SQLDefinition&BasicSyntax.md

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SQL의 정의와 기본 구문 이해 (DDL, DML, DCL)

SQL(Structured Query Language)은 중요하기 때문에 배워야 한다고 생각했지만, 지금까지도 SQL이 정확히 무엇인지 모르고 사용하고 있었던 것 같다.

SQL이 무엇인지 이해하고 기본 구문에 대해 학습하려고 한다.

SQL의 역할과 역사적 배경

SQL(Structured Query Language)은 관계형 데이터베이스에서 데이터를 정의하고 조작하고 제어하기 위한 표준 언어다. 1970년대 IBM에서 Edgar F. Codd가 정립한 관계형 데이터 모델(Relational Model) 개념을 기반으로 만들어졌다고 한다.

최초의 SQL은 IBM의 System R 프로젝트에서 개발된 SEQUEL(Structured English Query Language)이었고, 이후 ANSI(미국표준협회)와 ISO(국제표준화기구)에 의해 표준 SQL 언어로 채택되었다.

지금은 다양한 RDBMS에서 SQL을 기반으로 한 쿼리 언어를 사용하고 있으며, 각 RDBMS마다 약간의 차이가 있지만 기본적인 SQL 문법은 동일하다.

SQL은 사용자가 직접 데이터를 조작하지 않고도, 원하는 데이터를 정확하게 질의(query) 할 수 있도록 도와준다. 사용자는 무엇을 원한다는 의도만 명확히 표현하면, 나머지는 DBMS가 알아서 처리하는 구조라고 할 수 있다.

-- "나이가 20살보다 많은 학생의 이름이 필요하다." 라고 말하는 것 같다.
SELECT name FROM students WHERE age > 20;

SQL을 사용하는 이유: 선언형 언어 vs 절차형 언어

SQL은 선언형 언어(declarative language)로 분류된다. 어떻게(How) 보다는 무엇을(What) 에 초점을 맞춰서 작성된다.

선언형 언어 SQL: 결과만 기술하며, 내부 처리 방식은 DBMS가 결정한다.
절차형 언어 Java, Python 등: 순서대로 로직을 명시적으로 기술해야 한다.

선언형 언어의 장점은 간결하고 읽기 쉬우며, 최적화는 DBMS가 알아서 수행하기 때문에 개발자가 복잡한 내부 구현을 몰라도 원하는 결과를 얻을 수 있다는 것이다.

-- "평균 점수가 필요해" 라는 의도만 전달하면, DBMS가 알아서 실행 계획을 수립하고 처리해준다.
SELECT AVG(score) FROM tests;

SQL이 데이터베이스와 상호작용하는 방식

사용자가 SQL 문을 작성하여 실행하면, DBMS는 내부적으로 여러 단계를 거쳐 해당 쿼리를 처리하고 결과를 반환한다.

-- 예시: 가격이 10,000원 초과인 상품을 조회하는 SQL 문
SELECT * FROM products WHERE price > 10000;

사용자가 작성한 SQL 문은 단순히 실행되는 것이 아니라, DBMS 내부에서 여러 단계를 거쳐 처리된다.

파싱 → 쿼리 변환 및 재작성 → 최적화 → 실행 → 결과 반환

1. SQL 문을 파싱하여 문법을 분석한다.

먼저 파서(Parser)가 문법을 분석한다. 쿼리의 구조를 분석하여 파스 트리(Parse Tree)를 생성하며, 문법 오류 여부, 권한 체크 등을 수행한다.

2. 쿼리 변환 및 재작성(Query Rewrite)

일부 DBMS는 파싱 후 논리적인 쿼리 재작성 단계를 수핸한다. 예를 들어, 뷰(View)가 포함된 쿼리를 기반 테이블 쿼리로 변환하거나, 규칙 기반 최적화(Rule-based optimization) 등을 적용할 수 있다.

3. 최적화(Optimization)

옵티마이저(Optimizer)는 다양한 실행 경로 중에서 가장 효율적인 경로(최적의 실행 계획)를 선택한다. 통계 정보, 인덱스 존재 여부, 조인 순서 등을 고려하여 비용 기반으로 평가하며, 결과적으로 실행 계획(Execution Plan)이 생성된다.

4. 실행(Execution)

생성된 실행 계획을 기반으로, 실행기(Executor)가 실제로 데이터를 읽고 조작한다. 디스크 I/O, 메모리 버퍼 사용, 인덱스 탐색 등 물리적인 작업을 수행한다.

5. 결과 반환

실행 결과는 메모리나 네트워크 버퍼를 통해 클라이언트에게 반환한다. 사용자는 최종 결과만을 확인하게 되며, 내부적인 처리 과정을 몰라도 SQL 한 줄로 원하는 데이터를 얻을 수 있다.

SQL은 내부적으로 파서(Parser), 옵티마이저(Optimizer), 실행기(Executor) 같은 컴포넌트를 통해 처리되고, 사용자는 복잡한 내부 구현을 몰라도 원하는 결과를 얻을 수 있다.

SQL 유형

SQL은 다양한 명령어를 제공하여 데이터베이스와 상호작용할 수 있도록 한다. 모든 명령은 DBMS(Database Management System)에 전달되고, DBMS는 해당 명령을 처리하여 결과를 반환하거나, 데이터베이스를 수정하는 등의 작업을 수행한다.

SQL은 크게 네 가지 카테고리로 나눌 수 있다.

  • DDL (Data Definition Language)
  • DML (Data Manipulation Language)
  • DCL (Data Control Language)
  • TCL (Transaction Control Language)

DDL(Data Definition Language, 데이터 정의어)

DDL은 데이터베이스의 구조를 정의하는 명령어이다. 테이블을 생성, 수정, 삭제 작업을 수행한다.

  • CREATE: 새로운 테이블을 생성한다.
  • ALTER: 기존 테이블의 구조를 변경한다.
  • DROP: 테이블을 삭제한다.
  • TRUNCATE: 테이블의 모든 데이터를 삭제하지만, 테이블 구조는 유지한다.
  • RENAME: 테이블의 이름을 변경한다.

DML(Data Manipulation Language, 데이터 조작어)

DML은 데이터베이스에 저장된 데이터를 조작하는 명령어이다. 데이터의 삽입, 수정, 삭제 작업을 수행한다.

  • SELECT: 데이터베이스에서 데이터를 조회한다.
  • INSERT: 새로운 데이터를 테이블에 삽입한다.
  • UPDATE: 기존 데이터를 수정한다.
  • DELETE: 데이터를 삭제한다.

DCL(Data Control Language, 데이터 제어어)

DCL은 데이터베이스에 대한 접근 권한을 제어하는 명령어이다. 사용자에게 권한을 부여하거나 회수하는 작업을 수행한다.

  • GRANT: 사용자에게 특정 권한을 부여한다.
  • REVOKE: 사용자에게 부여된 권한을 회수한다.

TCL(Transaction Control Language, 트랜잭션 제어어)

TCL은 데이터베이스 트랜잭션을 제어하는 명령어이다. 별도의 TCL로 분류하지 않고, DCL에 포함시키기도 한다.

  • COMMIT: 트랜잭션을 확정한다. 데이터베이스에 변경 사항을 영구적으로 반영한다.
  • ROLLBACK: 트랜잭션을 취소한다. 데이터베이스에 변경 사항을 반영하지 않는다.
  • SAVEPOINT: 트랜잭션 내에서 특정 시점을 저장한다. 이후 ROLLBACK을 통해 해당 시점으로 되돌릴 수 있다.

예시로 살펴보는 SQL 구문

크루 정보를 데이터베이스에 저장하기 위해 테이블을 생성하는 것부터 시작해보자.

1. crew 테이블 생성하기

우선 크루 정보를 저장할 crew 테이블을 만들어보자.

-- DDL
CREATE TABLE crew (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    nickname VARCHAR(50) NOT NULL,
    part VARCHAR(50) NOT NULL
);

이 테이블은 세 가지 속성을 가진다.

  • id: 크루의 고유 식별자. 정수형이며 자동 증가한다.
  • nickname: 크루의 닉네임. NULL을 허용하지 않는다.
  • part: 크루의 파트. 문자열로 저장하며 NULL을 허용하지 않는다.

테이블 이름 실수 예시

테이블 이름을 실수로 creww로 작성했다면 어떻게 수정할 수 있을까?

-- 잘못된 테이블 이름으로 생성
CREATE TABLE creww (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    nickname VARCHAR(50) NOT NULL,
    part VARCHAR(50) NOT NULL
);

-- 테이블 이름 수정
RENAME TABLE creww TO crew;

이처럼 실수했을 때는 RENAME TABLE 구문으로 테이블 이름을 수정할 수 있다.

2. 데이터 삽입 및 조회

합격한 크루 정보를 crew 테이블에 삽입해보자.

-- DML
INSERT INTO crew (nickname, part)
VALUES ('벨로', 'BE'),
       ('도기', 'BE'),
       ('레몬', 'FE'),
       ('오이', 'AN');
-- DML
SELECT * FROM crew;
id nickname part
1 벨로 BE
2 도기 BE
3 레몬 FE
4 오이 AN

3. 데이터 수정 및 삭제

레몬의 파트가 FE가 아니라 BE라고 하자. UPDATE로 수정할 수 있다.

UPDATE crew
SET part = 'BE'
WHERE nickname = '레몬';

수정하자마자 레몬이 퇴소한다고 말했다. 우리는 DELETE로 제거할 수 있다.

DELETE FROM crew
WHERE nickname = '레몬';

4. 정규화가 필요한 순간

기획이 바뀌어, BE/FE/AN이 아니라 BACKEND, FRONTEND, ANDROID로 표기하자고 기획이 바뀌었다.

-- DML
UPDATE crew
SET part = 'BACKEND'
WHERE part = 'BE';

UPDATE crew
SET part = 'FRONTEND'
WHERE part = 'FE';
-- ...

이처럼 crew 테이블 안에 반복되는 문자열을 전부 수정해야 한다. 유지보수가 어려운 설계라고 볼 수 있다. 이럴 땐 테이블을 분리하자.

5. part 테이블 분리 (정규화)

part를 별도의 테이블로 분리하고, crew 테이블은 part_id로 참조하게 만든다.

-- DDL
CREATE TABLE part (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(50) NOT NULL
);
-- DML
INSERT INTO part (name)
VALUES ('BE'), ('FE'), ('AN');

이제 crew 테이블의 part 컬럼을 part_id로 바꾸자. (외래 키 연결 준비)

-- DDL
ALTER TABLE crew
CHANGE part part_id INT NOT NULL;
-- DDL
ALTER TABLE crew
ADD CONSTRAINT fk_part
FOREIGN KEY (part_id) REFERENCES part(id);

CHANGE 구문은 컬럼 이름과 타입을 모두 바꿀 수 있다. 여기서는 VARCHAR → INT로 바꾸며, part_id를 외래 키로 연결하기 위한 준비이다.

6. 정규화의 이점

이제 part 이름이 바뀌더라도 part 테이블만 수정하면 된다.

-- DML
UPDATE part
SET name = 'BACKEND'
WHERE name = 'BE';

UPDATE part
SET name = 'FRONTEND'
WHERE name = 'FE';

UPDATE part
SET name = 'ANDROID'
WHERE name = 'AN';

7. JOIN으로 데이터 조회

정규화 이후에는 조인(JOIN)으로 데이터를 함께 조회해야 한다.

-- BE → BACKEND 파트에 소속된 크루 조회
SELECT c.nickname, p.name AS part
FROM crew c
JOIN part p ON c.part_id = p.id
WHERE p.name = 'BACKEND';
nickname part
벨로 BACKEND
도기 BACKEND

8. 외래 키의 삭제 옵션

part가 삭제되면 crew 테이블의 part_id는 어떻게 될까?

옵션을 지정하지 않으면 오류가 발생하지만, 다음과 같이 설정하면 유연하게 처리할 수 있다.

-- 파트가 삭제되면 crew의 part_id를 NULL로 설정
ALTER TABLE crew
ADD CONSTRAINT fk_part
FOREIGN KEY (part_id) REFERENCES part(id)
ON DELETE SET NULL;

혹은 아래처럼 연결된 크루도 함께 삭제할 수도 있다.

-- 파트가 삭제되면 관련 크루도 삭제
ON DELETE CASCADE;

이렇게 정규화를 통해 구조를 개선하면, 유지보수는 쉬워지고 의미도 더 명확해진다.

마무리

SQL을 잘 모르더라도 기본적인 작업 내용은 이해할 수 있다는 것이 꽤나 큰 장점인 것 같다. 또한, SQL은 선언형 언어이기 때문에, 복잡한 내부 구현을 몰라도 원하는 결과를 얻을 수 있다는 점이 매력적이다.