MySQL 스토리지 엔진 — InnoDB·MyISAM·Memory

지난 글에서 MySQL의 서버 레이어와 스토리지 엔진이 Handler API로 분리된 구조를 살펴봤습니다. 이번에는 각 스토리지 엔진의 내부를 구체적으로 들여다봅니다. 특히 현재 사실상 유일한 선택지인 InnoDB의 메모리·디스크 구조를 이해하면 MySQL 성능 튜닝의 60%를 이미 파악한 것입니다.

InnoDB 내부 구조

InnoDB는 메모리와 디스크 두 영역으로 나뉩니다.

Buffer Pool

InnoDB의 핵심은 Buffer Pool입니다. 테이블 데이터와 인덱스를 16KB 페이지 단위로 메모리에 캐시합니다. 페이지를 수정하면 먼저 Buffer Pool의 해당 페이지를 갱신(Dirty Page)하고, 나중에 디스크로 플러시합니다.

-- Buffer Pool 크기 설정 (총 RAM의 50~80% 권장)
-- my.cnf / my.ini
[mysqld]
innodb_buffer_pool_size = 8G
innodb_buffer_pool_instances = 8   -- 대용량 시 경합 분산

-- Buffer Pool 히트율 확인
SHOW ENGINE INNODB STATUS\G
-- Buffer pool hit rate: 1000 / 1000  ← 99% 이상이 목표

Buffer Pool 히트율이 95% 미만이면 디스크 I/O가 병목입니다. innodb_buffer_pool_size를 늘리거나 자주 사용하는 데이터를 줄이는 방향으로 접근합니다.

Redo Log와 Undo Log

Redo Log(ib_logfile0, ib_logfile1 또는 MySQL 8.0.30+의 #ib_redo*)는 커밋된 변경을 기록하는 WAL 파일입니다. 서버가 충돌하면 Redo Log를 재생해 커밋된 데이터를 복구합니다.

Undo Log는 트랜잭션 롤백과 MVCC를 위한 이전 값을 저장합니다. SELECT가 트랜잭션 시작 시점의 스냅샷을 볼 수 있는 이유가 Undo Log입니다.

-- Redo Log 크기 조정 (MySQL 8.0.30+)
SET GLOBAL innodb_redo_log_capacity = 8 * 1024 * 1024 * 1024;  -- 8GB

-- Undo 테이블스페이스 확인
SELECT TABLESPACE_NAME, FILE_NAME, AUTOEXTEND_SIZE
FROM   information_schema.INNODB_TABLESPACES
WHERE  SPACE_TYPE = 'Undo';

Doublewrite Buffer

InnoDB는 16KB 페이지를 디스크에 쓸 때 두 번 씁니다. 먼저 Doublewrite Buffer 영역에 기록하고, 그 다음 실제 테이블스페이스에 씁니다. 중간에 전원이 꺼져도 Doublewrite Buffer에서 페이지를 복구할 수 있어 부분 쓰기(Partial Write) 문제를 방지합니다.

스토리지 엔진 활용

MyISAM — 레거시, 마이그레이션 필요

트랜잭션이 없고 테이블 수준 잠금을 사용합니다. 현재는 레거시 시스템에서만 만납니다.

-- MyISAM 테이블 InnoDB로 마이그레이션
ALTER TABLE old_myisam_table ENGINE = InnoDB;
-- 주의: 테이블 재구성으로 시간 소요, 운영 중 락 가능
-- pt-online-schema-change 또는 gh-ost 사용 권장

Memory 엔진 — 세션 데이터, 임시 테이블

-- 세션 데이터 임시 저장 (서버 재시작 시 데이터 소실)
CREATE TABLE session_cache (
    token  CHAR(64) PRIMARY KEY,
    data   BLOB,
    expires DATETIME INDEX
) ENGINE = Memory MAX_ROWS = 100000;

서버 재시작 시 데이터가 사라지므로 영속성이 필요 없는 캐시에만 사용합니다. 해시 인덱스를 기본으로 사용해 등치 검색이 빠릅니다.

Archive 엔진 — 압축 로그 저장

INSERT와 SELECT만 지원하며 zlib으로 압축 저장합니다. UPDATE/DELETE가 불가능하므로 감사 로그, 이벤트 히스토리 같은 추가-전용(append-only) 데이터에 적합합니다.

InnoDB 성능 튜닝 핵심 변수

변수	설명	권장값
innodb_buffer_pool_size	버퍼 풀 크기	총 RAM의 50~80%
innodb_flush_log_at_trx_commit	커밋 시 로그 플러시	1(안전) / 2(성능)
innodb_io_capacity	백그라운드 I/O 속도	SSD: 2000~10000
innodb_read_io_threads	읽기 I/O 스레드 수	4~8
innodb_write_io_threads	쓰기 I/O 스레드 수	4~8

innodb_flush_log_at_trx_commit=2는 커밋 시 Redo Log를 OS 버퍼까지만 플러시합니다. OS 충돌 시 최대 1초치 데이터가 손실될 수 있지만 쓰기 성능이 크게 향상됩니다. ACID 완전 보장이 필요하면 1(기본값)을 유지합니다.

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지난 글: MySQL 아키텍처 개요 — 서버 레이어와 스토리지 엔진

읽어주셔서 감사합니다. 😊