MySQL vs PostgreSQL데이터베이스의 성능 및 확장성 비교

요약

 본 글은 MySQL과 PostgreSQL, 두 관계형 데이터베이스가 백엔드 개발에서 제공하는 성능과 확장성, 데이터베이스 일관성 및 커뮤니티 지원을 비교한다. 각 데이터가 백엔드 환경에서 어떻게 동작하는지 성능 및 기술 측면에서 분석하고, 성능, 확장성, 데이터 일관성, 커뮤니티 및 기능 지원을 비교 항목으로 제시한다.

 

서론

 MySQL과 PostgreSQL는 2024년 기준으로 IT 산업에서 필수적인 역할을 하고 있으며, 특히 백엔드 개발에서 많이 사용되고 있다. DB-Engines의 2024년 순위에 따르면, MySQL은 2위, PostgreSQL은 4위를 차지하고 있다. 이 두 데이터베이스는 각각의 강점과 약점을 가지고 있으며, 산업 전반에서 광범위하게 사용되고 있다. 본 보고서는 IT 업계에서 MySQL과 PostgreSQL을 비교함으로써 백엔드 개발 환경에서의 적합한 선택을 돕고자 한다.

그림 1(출처: DB-Engines.com)

 그림 1의 DB-Engines 랭킹은 DBMS 다운로드 지표와 웹사이트 언급, 시스템에 대한 일반적 관심, 기술적 논의와 제안 등을 통합해 점수를 매긴다. 2024년의 DB-Engines 랭킹에서 MySQL은 2위, PostgreSQL은 4위를 차지하고있다. 점유율 2위인 MySQL은 1990년대 중반에 개발된 최초 오픈소스DB로 가장 널리 사용되고 있는 관계형 DBMS임에도 불구하고, 전년동기대비 올해 1월 가장 큰 폭으로 점수가 하락하였다. 반면, 4위인 PostgreSQL은 전체 순위 통틀어 가장 큰 폭으로 상승하며, ‘올해의 DBMS’에 선정되었다. 그림 2를 통해 근 3년간 PostgreSQL의 점수는 지속적으로 상승하고 있음을 확인할 수 있다.

 더하여, 기존에 강세였던 MySQL은 Facebook, Twitter와 같은 대규모 웹 애플리케이션들이 채택하여 사용 중이다. 반면 PostgreSQL은 더 높은 표준 준수, 복잡한 쿼리 처리, 확장성 면에서 강점을 가지고 있어, 데이터 일관성과 ACID 트랜잭션이 중요한 금융 서비스, 데이터 분석, GIS 시스템 등에 널리 사용되고 있다.

 따라서 이 두 데이터베이스는 여러 산업 분야에서 백엔드의 핵심으로 자리 잡았기 때문에, IT 업계에서 이 두 가지를 비교하는 것은 매우 일반적이고 유의미한 분석이라고 판단하였다. 1,3위를 차지한 Oracle과 Microsoft SQL Server는 모두 유료 상용 데이터베이스로, 이공계 대학생 2~4학년을 대상으로 한 보고서이기에 제외시키기로 결정했다.

본론

[MySQL과 PostgreSQL 개요]

 MySQL는 1990년대 중반에 개발된 오픈소스형 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS)이다. 트리거, 저장 프로시저, 업데이트 가능한 뷰를 포함한 사용 편의성과 생산성 기능으로 웹 개발자에게 많은 호평을 받았고, 백업 프로그램인 mysqldump, 관리 클라이언트인 mysqladmin, 그리고 MySQL Workbench와 같은 유틸리티들을 제공한다. 또한 시간이 흐름에 따라 B-트리 디스크 테이블, 스레드 기반 메모리 할당, 최적화된 중첩 루프 조인을 포함한 기능들로 성능을 향상시켰으며, 스토리지 엔진의 행 수준 잠금 기능 및 일관된 읽기를 통해 다중 사용자 동시성을 위한 추가 성능 이점을 제공하였다.

MySQL은 InnoDB 트랜잭션 스토리지 엔진을 활용해 ACID 모델을 준수한다. 포인트 인 타임 복구 및 자동 커밋을 활용하여 데이터 보호를 개선하는 기능이 있다. 또한 InnoDB의 외래 키 제약 조건을 지원하여 추가적인 데이터 무결성을 제공해 테이블 간 데이터 불일치를 방지할 수 있다.

 

 MySQL은 트랜잭션 SQL 엔진이 필요한 모든 애플리케이션에 적합하다. ANSI/ISO 표준 SQL에 대한 확장과 XML, JSON 지원을 포함한다. 또한 고가용성 데이터베이스 클러스터링을 지원하여 테라바이트 크기의 데이터베이스를 처리할 수 있다. 전자상거래 애플리케이션에서도 가장 인기있는 엔진 중 하나다. 고객 데이터, 트랜잭션 및 제품 카탈로그를 관리하는데 유용하며, 주문 데이터를 동기화하고 비제품 데이터를 처리하기 위한 문서 및 키-값 저장소를 포함한 다른 비 관계형 데이터베이스와 함께 사용되기도 한다. 마지막으로 Lamp 오픈소스 스택에서 실행되는 수많은 애플리케이션에 필수적이다. 유비쿼터스 웹 서비스 솔루션 스택이며, 동적 웹사이트와 고성능 웹 애플리케이션에 적합한 플랫폼이다.

 

 PostgreSQL는 1990년대 중반에 개발된 객체 관계형 데이터베이스 관리 시스템(ORDBMS)이다. 풍부한 기능과 확장 기능을 제공하고 있다. 테이블 스페이스, 비동기 복제, 중첩 트랜잭션, 온라인 핫/백업, 정제된 쿼리 플래너, 옵티마이저를 포함하여 다양한 강력한 기능 세트를 보유하고 있다. 국제 문자 집합, 다중 바이트 문자 인코딩 및 유니코드, 다양한 데이터 유형(그림, 소리, 비디오, 지리)등을 포함한 다양한 이진 객체를 저장할 수 있고, 이 외에도 다양한 기능을 제공하고 있다. PostgreSQL은 ACID를 준수하고 내결함성이 높다. 미리 쓰기 로깅, 다중 버전 동시성 제어(MVCC) 및 시점 복구와 같은 기능을 통해서 ACID를 준수한다.

일반적으로 OLTP 데이터베이스로서 사용되며, 지리공간 데이터베이스로도 활용된다. PostGIS와 함께 사용할 경우에 지리적 객체를 지원하고 위치기반 서비스 및 지리정보시스템을 위한 지리 공간 데이터 저장소로도 활용할 수 있다. Foreign Data Wrappers와 Json 지원을 통해서 NoSQL 유형을 포함한 다른 데이터 저장소와 연결할 수 있으며, 다양한 사용 사례에 대해 서로 다른 데이터베이스 기술을 사용하는 다국어 데이터베이스 시스템을 위한 연합 허브 역할을 할 수 있다.

 

 PostgreSQL은 다른 데이터베이스와 다르게 ORDMBS 로 관계형 기능과 객체 지향 설계를 갖추고 있다. 따라서, 코드에 있는 객체를 사용하여 데이터베이스 서버와 통신할 수 있고, 복잡한 사용자 정의 데이터 유형을 정의할 수 있으며, 자체 데이터 유형을 처리하는 함수를 정의할 수 있다. 또한, 테이블 간의 상속 관계를 정의할 수 있다. 따라서 다른 관계형 데이터베이스 서버보다 더욱 유연하고, 기존 데이터베이스 시스템 내에서 다양한 관계와 유형을 모델링 할 수 있다. 의도된 동작을 실제 데이터에 더 가깝게 적용하여 일관성을 유지하고 데이터베이스 성능을 개선할 수 있다.

 

[참고: RDBMS와 ORDBMS]

 RDBMS(MySQL)와 ORDMBS(PostgreSQL)의 주요 차이점은 데이터 관리 방식과 복잡한 데이터 타입에 대한 처리 방식에 있다. RDBMS는 데이터를 테이블 형태로 저장하며, 각 테이블은 행과 열로 구성된다. 반면 ORDBMS는  테이블 형태의 데이터 저장을 지원하지만, 객체 지향 프로그래밍의 특징을 결합하여 더 복잡한 데이터 타입을 처리할 수 있다. 객체 간의 관계나 상속을 통해 데이터 모델을 확장할 수 있다. 데이터 관계도 ORDBMS가 상속, 캡슐화, 다형성과 같은 객체 지향 개념을 반영할 수 있으며, 사용자 정의 함수, 절차 함수를 지원하기에 캡슐화된 데이터를 더욱 세부적으로 관리할 수 있다.

 

[성능 비교]

 MySQL과 PostgreSQL은 각각의 장점을 가진 데이터베이스 시스템이다. MySQL은 기본적인 CRUD 작업에서 나은 속도를 보이고, 대규모 웹 애플리케이션에서 높은 성능을 유지하며, 단순한 트랜잭션 처리를 효율적으로 수행한다. 반면, PostgreSQL고급 쿼리 처리에서 우수하다. 가령, 다중 테이블 조인이나 복잡한 데이터 변환 작업에서 PostgreSQL이 더욱 적합하다.

 

 Mac M3 기반의 로컬 개발 환경에서 일반적인 e-commerce 데이터베이스 구조(Users, Orders, Order_Items)를 기반으로 엔티티를 설계하고, 각각 10,000개의 사용자 데이터, 10,000개의 주문 데이터, 100,000개의 주문 항목 데이터를 활용해 성능 테스트를 수행해보았다. 아래 표 1과 같이 다중 테이블 조인, 조건 필터링, 집계 함수 및 서브쿼리를 포함한 쿼리 4개를 준비[1]하였다.

Query No.	작업 내용	특이사항
Query 1	총 지출이 500 이상인 사용자를 조회하고 지출 내림차순으로 정렬	인덱스를 사용한 대량 데이터 조회 및 필터링 쿼리
Query 2	Orders 테이블에 1000개의 주문 데이터 삽입, Order_Items 테이블에 10000개의 주문 항목 삽입	대량 삽입 및 조회 테스트
Query 3	사용자의 총 지출 금액 및 주문 개수 조회	복잡한 다중 테이블 조인
Query 4	사용자의 총 지출이 1000 이상인 경우 주문 가격을 10% 할인	대량 업데이트(인덱스가 설정된 경우)

그림 3

 

 MySQL은 대규모 웹 애플리케이션에서의 기본적인 CRUD 작업에 빠르고 안정적인 성능을 제공하며, 특히 읽기 작업에서 우수한 성능을 나타낸다. 이번 실험에서 Query 1과 Query 3의 결과에서 MySQL의 안정적인 성능을 확인할 수 있었다. 반면 PostgreSQL은 고급 쿼리 처리와 대량 데이터 처리에 더 유리한 성능을 보인다. Query 1과 Query 4의 실행 결과에서 PostgreSQL이 MySQL보다 더 빠른 속도를 기록하며, 복잡한 트랜잭션 처리에서도 높은 신뢰성을 나타내었다. 이러한 성능 차이는 두 데이터베이스의 구조적 특징과 최적화 방식의 차이에 기인한다.

 

그러나 이번 테스트 결과는 특정 환경(Mac M3 로컬 개발 환경)에서 수행된 것이며, 데이터 양, 쿼리 복잡도, 하드웨어 사양 및 운영 체제 등의 차이에 따라 다른 결과가 나타날 수 있음을 명시한다. 따라서 이 결과는 절대적인 것이 아니며, 실제 운영 환경에서는 결과가 달라질 수 있다는 점을 유의해야 한다.

 

[데이터 유형]

 MySQL은 순수 관계형 데이터베이스로, 데이터를 행과 열이 있는 테이블 형태로 저장한다. 반면, PostgreSQL은 객체 관계형 데이터베이스(ORDMBS)로, 데이터를 속성을 가진 객체로 저장할 수 있다. PostgreSQL은 객체 지향 프로그래밍의 개념을 도입하여 배열, JSON, XML 등 다양한 데이터 유형을 지원하며, 복잡한 데이터 구조를 효율적으로 처리할 수 있는 유연성을 제공한다. 이러한 차이점은 데이터베이스 설계와 애플리케이션 개발에 있어 중요한 고려 요소가 된다.

 

[ACID 트랜잭션]

 ACID(원자성, 일관성, 격리성, 지속성)는 데이터베이스의 트랜잭션이 충족해야 하는 중요한 속성이다. PostgreSQL은 MVCC(Multi-Version Concurrency Control)를 통해 일관성과 무결성을 항상 보장한다. 이는 동시에 여러 사용자가 데이터베이스를 읽고 쓸 수 있도록 하여 성능을 향상시키면서도 데이터 무결성을 유지하는 데 기여한다. 반면 MySQL은 InnoDB 및 NDB 클러스터 스토리지 엔진에서만 ACID를 준수하여, 복잡한 트랜잭션에서는 PostgreSQL이 더 높은 신뢰성을 제공한다.

 

[확장성 비교]

 확장성 측면에서 MySQL과 PostgreSQL은 각각 수평 확장과 수직 확장에 유리한 특성을 지닌다. MySQL은 Master-Slave 복제 방식 및 샤딩과 같은 기능을 통해 안정적인 수평 확장을 지원한다. 이러한 구조는 대규모 데이터베이스의 부하를 분산시키는 데 효과적이다. 반면 PostgreSQL은 복잡한 데이터 환경에서 수직적 확장에 유리하며, 특히 Streaming Replication과 같은 고급 복제 메커니즘을 통해 복잡한 쿼리를 처리하면서도 성능을 유지할 수 있다. 이로 인해 PostgreSQL은 데이터 집약적인 애플리케이션에서 더욱 효율적으로 작동할 수 있다.

 

[커뮤니티 및 생태계]

 MySQL은 Oracle에 의해 유지 관리되고 있으며, 오픈 소스 커뮤니티와 더불어 상용 버전도 제공된다. 방대한 사용자 기반 덕분에 MySQL 관련 자료와 지원을 쉽게 구할 수 있다. 특히, 기업과 대규모 웹 애플리케이션에서 많이 사용되기 때문에 관련 생태계가 활발하다.

PostgreSQL도 매우 활발한 오픈 소스 커뮤니티를 기반으로 하며, 정기적인 업데이트와 기능 확장이 이루어진다. PostgreSQL 커뮤니티는 고급 사용자들이 기여하는 경우가 많아, 복잡한 데이터 작업을 처리하는 데 필요한 도구와 라이브러리 지원이 풍부하다. 또한, PostgreSQL은 다양한 확장 기능과 서드파티 툴을 지원하여 유연한 데이터베이스 환경을 제공한다.

 

결론

 결론적으로, MySQL과 PostgreSQL은 각각 특정 사용 사례와 요구 사항에 따라 강점을 발휘하는 데이터베이스 관리 시스템이다. MySQL은 특히 웹 애플리케이션에서 빠른 읽기 성능과 간편한 사용성을 제공하여 초보자와 작은 규모의 프로젝트에 적합하다. 사용하기 쉬운 인터페이스와 기본적인 CRUD 작업에서의 우수한 성능 덕분에, 많은 개발자들이 MySQL을 선호하고 있다.

반면, PostgreSQL은 복잡한 데이터 처리와 고급 쿼리 작업에서 뛰어난 성능을 발휘한다. MVCC(Multi-Version Concurrency Control)와 같은 고급 기능을 통해 동시에 여러 사용자가 데이터베이스에 접근할 때 높은 일관성과 무결성을 유지한다. 이러한 특성으로 인해 데이터 분석, 지리정보 시스템(GIS), 금융 서비스 등 복잡한 트랜잭션이 요구되는 환경에서 PostgreSQL이 더욱 적합한 선택이 될 수 있다.

 따라서 개발자는 자신의 프로젝트의 요구 사항에 맞춰 MySQL과 PostgreSQL 중 적절한 데이터베이스를 선택해야 한다. 예를 들어, 데이터 집약적이고 복잡한 데이터 구조를 다루어야 하는 경우 PostgreSQL을 선택하는 것이 유리하며, 반면에 간단한 데이터 저장 및 웹 기반 애플리케이션의 경우 MySQL이 더 나은 선택이 될 수 있다. 이 보고서는 두 데이터베이스의 특성과 성능 비교를 통해 개발자들이 보다 informed decision을 할 수 있도록 도와주기 위한 것이다.

마지막으로, 본 연구 결과는 특정 환경에서 수행된 것으로, 실제 운영 환경에서의 성능은 다양한 요인에 의해 달라질 수 있음을 유의해야 한다. 앞으로도 데이터베이스 기술의 발전에 따라 각 시스템의 성능과 기능이 지속적으로 변화할 것임을 감안할 때, 적절한 데이터베이스 선택이 성공적인 시스템 구축의 핵심이 될 것이다.

 

참고

[1] DB-ENGINES, DB-Engines Ranking (2024)

[2] mingTato(medium), PostgreSQL, MySQL 비교 (2023)

[3] Oracle, MySQL: Understanding What It Is and How It’s Used (2024)

[4] PostgrSQL.org, PostgreSQL: The World's Most Advanced Open Source Relational Database (2024)

[5] Ali Ghorbanali(medium), MySQL vs PostgreSQL (2023)

[6] Amazon Web Services (AWS) Documentation on MySQL and PostgreSQL Comparisons.

[7] AWS: What is MySQL?

[8] AWS: What is PostgreSQL?

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[1] Stopmin(Github), EcomDB-Benchmarks(2024): https://github.com/stopmin/EcomDB-benchmarks