웹 개발자라면 꼭 알아야 할 데이터베이스 기초 정리

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1. 왜 데이터베이스가 중요한가?

웹 서비스를 개발하다 보면 사용자 정보, 게시글, 주문 내역 등 수많은 데이터를 다루게 됩니다. 이 데이터를 안전하고 안정적으로 관리하기 위해 반드시 필요한 것이 바로 데이터베이스(Database) 입니다.

 

데이터베이스란, 여러 사람이 공유하고 사용할 목적으로 체계화된 데이터의 집합이며, 이러한 데이터를 효율적으로 저장, 수정, 조회할 수 있도록 돕는 프로그램이 바로 DBMS(Database Management System) 입니다.

✅ 데이터베이스는 단순한 저장 공간이 아니라, 웹 서비스의 핵심 기반 인프라입니다.

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2. DBMS의 종류와 RDBMS가 중요한 이유

DBMS는 크게 두 가지로 나뉩니다:

• 관계형 DBMS(RDBMS): MySQL, Oracle, PostgreSQL 등
• 비관계형 DBMS(NoSQL): MongoDB, Redis 등

2023년 개발자 설문조사에 따르면, 관계형 데이터베이스가 가장 널리 사용되고 있으며, 특히 MySQL은 오픈소스이자 높은 점유율을 자랑합니다.

💡 신입 개발자라면 RDBMS부터 익히는 것이 실무 진입에 유리합니다.

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3. DBMS의 역할과 SQL

DBMS는 단순히 데이터를 저장하는 것에서 그치지 않고, 응용 프로그램과 상호작용하며 데이터를 효율적으로 관리합니다.
이때 사용하는 언어가 바로 SQL(Structured Query Language)입니다.

 

SQL은 다음과 같은 언어로 구성됩니다. 

• DDL (데이터 정의어): 테이블 생성/수정/삭제
• DML (데이터 조작어): 데이터 조회/삽입/수정/삭제
• DCL (데이터 제어어): 권한 부여/회수
• TCL (트랜잭션 제어어): COMMIT, ROLLBACK 등

📌 SQL은 면접에서도 자주 등장하는 핵심 기술입니다. 실무 SQL 작성에 익숙해지는 것이 좋습니다. 

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4. 파일 시스템과 데이터베이스는 어떻게 다를까?

간단한 프로젝트에서는 데이터를 JSON이나 텍스트 파일로 저장할 수도 있습니다. 하지만 이런 파일 시스템은 데이터의 중복, 무결성, 검색 효율성, 백업 문제에 취약합니다.

반면, 데이터베이스는 다음과 같은 이유로 더 적합합니다:

• 데이터의 일관성 유지
• 중복 저장 방지
• 정교한 조건 검색 가능
• 트랜잭션 처리 및 복구 기능 제공

📁 = 파일 시스템 | 🗄️ = 데이터베이스
✅ 실제 서비스 운영에는 데이터베이스가 필수입니다!

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5. 데이터베이스의 저장 단위와 트랜잭션

데이터베이스는 다음과 같은 구조로 데이터를 관리합니다.

• 스키마(Schema): 데이터베이스 구조 정의
• 엔티티(Entity): 실제 데이터가 저장되는 단위 (ex. 테이블)

그리고 데이터베이스와의 논리적 작업 단위를 트랜잭션(Transaction) 이라고 하며, 다음 네 가지 특성(ACID)을 보장해야 합니다. 자세한 설명은 9. 트랜잭션과 ACID에서 이어집니다. 

• Atomicity(원자성)
• Consistency(일관성)
• Isolation(격리성)
• Durability(지속성)

🧪 트랜잭션은 실시간 데이터 처리에서 신뢰성을 보장하는 핵심 기능입니다.

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6. 데이터베이스 설계와 무결성 제약 조건

효율적인 DB 설계를 위해선 다음을 고려해야 합니다.

• 어떤 테이블이 필요한가?
• 테이블 간 관계(Relation) 는 어떤가?
• 무결성 제약 조건은 무엇인가?

무결성 제약 조건의 종류는 다음과 같습니다.

제약 조건 종류	설명
도메인 제약	값의 데이터 타입 제한
키 제약	유일한 값을 보장 (기본키 등)
엔티티 무결성	기본키는 NULL이 될 수 없음
참조 무결성	외래키는 실제 존재하는 값만 참조 가능

📐 좋은 설계는 불필요한 중복을 줄이고, 데이터 정합성을 높입니다.

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7. SQL의 주요 명령어 정리

아래는 SQL 주요 명령어 유형과 그 역할입니다.

✅ DDL (데이터 정의어)

CREATE TABLE users (...);
ALTER TABLE users ADD COLUMN age INT;
DROP TABLE users;

✅ DML (데이터 조작어)

SELECT * FROM users;
INSERT INTO users VALUES (...);
UPDATE users SET age = 30 WHERE id = 1;
DELETE FROM users WHERE id = 1;

✅ TCL (트랜잭션 제어어)

BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;
COMMIT; -- 또는 ROLLBACK;

 

🧠 실무에서는 DML과 TCL이 가장 자주 사용되며, 트랜잭션 처리가 중요한 역할을 합니다.

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8. 관계형 DB vs NoSQL – 상황에 따라 달라지는 선택

관계형 데이터베이스(RDBMS)는 정형 데이터, 복잡한 관계, 데이터 정합성이 중요한 시스템에 적합합니다. 테이블 간 관계(1:N, M:N)를 명확하게 설정하고, SQL을 통해 조인, 서브쿼리 등을 활용한 정교한 데이터 처리도 가능합니다.

 

반면, NoSQL은 유연한 스키마 구조와 수평 확장성이 강점입니다. JSON 형태의 비정형 데이터를 저장할 수 있고, MongoDB나 Redis는 실시간 처리, 캐싱, 로그 저장 등에서 유용하게 사용됩니다.

 

실제로, 정형 데이터를 주로 다루는 회원관리, 게시판, 주문 처리 등의 시스템에서는 RDBMS가 자연스럽게 선택되며, 복잡한 데이터 구조를 설계하고 관리하는 데 유리합니다.

👀 정리하자면, 데이터의 구조, 읽기/쓰기 패턴, 확장성 요건, 일관성 요구 수준을 기준으로 적절한 DBMS를 선택하는 것이 중요합니다.

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9. 트랜잭션과 ACID – 신뢰할 수 있는 데이터 처리

웹 애플리케이션에서 사용자 요청이 DB로 이어질 때, 대부분의 조작은 트랜잭션 단위로 처리됩니다.

 

예를 들어, 계좌 이체처럼 두 테이블에 동시에 영향을 미치는 작업은 중간에 실패할 경우 모든 처리가 롤백되어야 합니다.

 

트랜잭션의 4가지 핵심 속성(ACID)은 다음과 같습니다.

• Atomicity (원자성): 전체 작업이 전부 수행되거나 전혀 수행되지 않음
• Consistency (일관성): 트랜잭션 전후에 DB 상태가 유효해야 함
• Isolation (격리성): 동시에 실행되는 트랜잭션이 서로 간섭하지 않음
• Durability (지속성): 커밋된 데이터는 시스템 장애에도 보존됨

Java/Spring 기반의 ERP 시스템 개발 프로젝트에서 생산관리 도메인을 담당하며 트랜잭션의 필요성을 직접 체감하기도 했는데요.

 

예를 들어, 하나의 생산 지시가 생성될 때는 다음과 같은 일련의 작업이 함께 수행됩니다.

1. 생산 지시 등록
2. 관련 자재 차감 처리
3. 작업 지시 등록 및 설비 배정

이 중 한 단계라도 실패할 경우, 전체 작업이 롤백되지 않으면 데이터 정합성이 깨지고, 재고 수량이나 작업 이력이 실제와 불일치하는 문제가 발생합니다.

 

특히 ERP 시스템은 운영 데이터가 즉시 현장 업무와 연결되기 때문에, 일관성 있는 트랜잭션 처리가 필수적입니다.

 

이런 상황을 고려해, 실제 프로젝트에서는 주요 비즈니스 로직을 하나의 서비스 계층에서 묶고, Spring에서 제공하는 @Transactional 기반의 트랜잭션 처리를 적용할 수 있도록 설계했습니다.

@Transactional
public void processProductionOrder(ProductionOrderRequest request) {
    productionOrderRepository.save(...);   // 생산 지시 등록
    materialService.deductMaterial(...);   // 자재 차감
    workService.createWorkAssignment(...); // 작업 지시 및 설비 할당
}

 

위 코드는 실제 구현과는 다르지만, 당시 제가 설계에 접근한 방식을 설명하기 위한 예시입니다. 실제로는 모듈별 책임이 분리되어 있었고, 트랜잭션 범위도 세분화되어 관리되었습니다.

 

이 경험을 통해, 트랜잭션은 단순한 기술 요소를 넘어 업무의 신뢰성과 품질을 보장하는 핵심적인 설계 고려사항이라는 점을 배웠습니다.

💡 특히 트랜잭션은 장애 상황, 예외 처리와도 밀접하게 연결되기 때문에, 단순한 개념이 아닌 실무적인 맥락 속에서 체득하는 것이 중요합니다.

💡 데이터 정합성이란?

 

ERP 시스템과 같은 업무 중심 애플리케이션에서는 데이터 정합성(Data Integrity) 이 매우 중요합니다.

 

정합성이란 쉽게 말해, 데이터가 서로 모순되지 않고 실제 업무 흐름과 논리적으로 일치하는 상태를 의미합니다.

 

예를 들어, 생산 지시가 생성되었는데 자재는 차감되지 않았거나, 작업 지시가 없는데 생산 결과가 등록된 경우는 정합성이 깨진 상태입니다.

 

이 개념은 흔히 ACID 트랜잭션의 일관성(Consistency) 과 혼동되기도 하지만, 조금 다른 의미를 가집니다.

 

ACID에서 말하는 일관성은 트랜잭션 전과 후의 데이터가 정해진 규칙(제약 조건, 트리거 등)을 항상 만족하는 상태를 말합니다. 예를 들어, 외래키 제약 조건이 깨지지 않는 것, 숫자 필드에 문자열이 들어가지 않는 것이죠.

 

반면, 데이터 정합성은 시스템 전반의 '업무적 논리'까지 포함하는 더 넓은 개념입니다.

 

즉, 트랜잭션이 일관성을 만족한다고 해서 정합성이 항상 보장되는 것은 아닙니다. 여러 트랜잭션이 모여 하나의 비즈니스 흐름을 만들기 때문에, 이들 간의 연결 상태까지 고려해야 진정한 의미의 데이터 정합성을 확보할 수 있습니다.

 

🧩 정합성은 비즈니스 현실과 데이터의 싱크를 맞추는 작업이고,
⚙️ ACID의 일관성은 그 데이터가 시스템 내부 규칙을 지키는지를 보장하는 메커니즘입니다.

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🎯 ACID의 각 특성과 정합성 비교 정리

항목	의미	중점	예시	키워드
Atomicity (원자성)	트랜잭션 내 모든 작업이 전부 수행되거나 전혀 수행되지 않아야 함	작업의 일괄성	자재 차감 중 오류 → 생산 지시도 취소됨	"All or Nothing"
Consistency (일관성)	트랜잭션 전후 DB가 항상 유효한 상태여야 함	제약 조건, 규칙	외래키 위반 없이 정상 입력됨	정해진 룰을 만족하는지
Isolation (격리성)	여러 트랜잭션이 동시에 실행돼도 서로 간섭하지 않음	동시성 보장	동시에 재고 차감 시 충돌 방지	트랜잭션 간 간섭 방지
Durability (지속성)	커밋된 데이터는 시스템 장애에도 유지됨	장애 복원	전원 꺼져도 커밋된 생산이력 보존	영속 저장 보장
🧩 정합성 (Integrity)	데이터가 현실 업무 흐름과 모순되지 않도록 유지됨	업무 논리	생산 지시 있음 → 자재 차감 반드시 수행	여러 트랜잭션의 의미적 연결

✔️ ACID는 DB 내부 동작의 신뢰성을 위한 기술적 개념이고,
🧠 정합성은 '현실 업무와 데이터가 맞물리는가'에 대한 비즈니스적 검증입니다.

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ERP나 실시간 재고 시스템처럼 다수의 트랜잭션이 유기적으로 연결된 도메인에서는
ACID만으로는 부족하며, 정합성 검증 로직을 따로 구성해야 할 때도 있습니다.

 

예를 들어, 생산 지시 등록 트랜잭션은 성공했지만 자재 차감 트랜잭션은 실패한 경우,
기술적으로는 문제없는 상태일지라도, 업무 관점에서는 모순된 데이터가 생성된 것입니다.

이런 부분을 검증하고 복구할 수 있는 흐름 설계가 바로 실전 트랜잭션 설계의 핵심입니다.

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10. 파일 시스템 대신 데이터베이스를 선택하는 이유

처음 프로젝트를 시작할 때는 간단한 데이터를 파일(JSON, CSV 등)에 저장해도 괜찮아 보입니다. 하지만 프로젝트가 커지면서 다음과 같은 문제가 발생합니다.

• 특정 조건으로 데이터를 검색하기 어렵고,
• 데이터 중복이 자주 발생하며,
• 누락되거나 깨진 데이터가 복구되지 않음

파일 저장 방식이 가진 한계입니다. 그러니 필수적으로 RDBMS를 활용하여 데이터의 무결성과 일관성을 확보해야 합니다. 

 

특히 정규화를 적용해 중복을 최소화하고, 참조 무결성을 통해 잘못된 관계를 막는 설계 방식은 서비스 안정성과 유지보수 측면에서 큰 차이를 만들어낼 수 있습니다. 

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마무리하며

데이터베이스는 단지 데이터를 담아두는 공간이 아니라, 웹 서비스의 신뢰성과 확장성을 책임지는 중심 축입니다.

 

초기 설계부터 실제 운용, 장애 대응까지 폭넓게 영향을 미치기 때문에, 기본 개념은 물론 실무 상황에 대한 감각까지 갖춰야 합니다.

참고 자료

• 이것이 취업을 위한 컴퓨터 과학이다 Chapter 6. 데이터베이스