Entity Framework 개발자를 위한 SQL에서 nvarchar(max)의 위험성

문제 이해: Entity Framework의 기본 동작

Tim은 C# 개발자가 FirstName과 LastName 같은 필드를 가진 모델을 정의하는 일반적인 Entity Framework 시나리오를 설명하는 것으로 이야기를 시작합니다. SQL Server에서 마이그레이션을 사용하여 테이블이 자동으로 생성될 때, 생성된 스키마는 기본적으로 해당 문자열 필드를 nvarchar(max)로 설정합니다.

Tim의 설명처럼, 이러한 현상은 Entity Framework가 적절한 문자열 크기를 알지 못하기 때문에 안전한 방법인 기본값 최대 길이를 할당하기 때문에 발생합니다. 즉, 각 nvarchar 열은 최대 2^31-1개의 문자를 저장할 수 있으며, 최대 저장 크기는 기가바이트 단위입니다.

이 결정은 편리해 보이지만, 위험한 성과 저하를 숨기고 있습니다.

두 개의 테이블을 사용한 예시 설정: nvarchar(max) 방식과 고정 길이 방식 비교

이 문제를 강조하기 위해 Tim은 동일한 표 두 개를 만듭니다.

• 사용자: 이름과 성을 nvarchar(50) 형식으로 지정합니다.

• UsersToTheMax: 동일한 필드에 대해 nvarchar(max)를 사용합니다.

2분 39초에 Tim은 Dapper를 사용하여 두 테이블에 100만 개의 동일한 행을 채우고 nvarchar 데이터 유형만 다르게 하는 방법을 설명합니다.

이러한 설정을 통해 그는 고정 길이 유니코드 열과 가변 길이 최대값 열 간의 일관된 비교를 수행할 수 있습니다.

쿼리와 실행 계획 비교

Tim은 두 테이블 모두에 대해 다음 SQL 쿼리를 사용합니다.

SELECT * FROM dbo.Users ORDER BY LastName;
SELECT * FROM dbo.UsersToTheMax ORDER BY LastName;

3시 34분에 그는 실제 실행 계획을 활성화하여 SQL Server가 이러한 쿼리를 실행할 때 내부적으로 어떤 작업을 수행하는지 분석합니다.

참고: 이 테스트는 머신 간 총 실행 시간에 관한 것이 아닙니다. Tim은 nvarchar(max)가 성능에 미치는 영향을 분리하기 위해 동일한 서버에서 동일한 데이터를 사용하여 쿼리를 비교하는 것을 강조합니다.

충격적인 결과

실행 계획을 살펴보면 중대한 차이점이 드러납니다.

• nvarchar(50)에 대한 쿼리는 배치 비용의 2%만 사용합니다.

• nvarchar(max)에 대한 쿼리는 전체 비용의 무려 98%를 차지합니다.

팀의 설명에 따르면, 이는 열 데이터 항목이 동일하고 상대적으로 작더라도 SQL Server가 처리하는 방식 측면에서 최대 쿼리 비용이 50배 더 ​​높다는 것을 의미합니다.

CPU 시간 측면에서 보면 다음과 같습니다.

• nvarchar(50) 정렬에는 107ms가 소요됩니다.

• nvarchar(max) 정렬에 339ms가 소요됩니다.

하지만 가장 큰 차이점은 특정 병렬 처리 작업에 있습니다.

• 고정 길이: 0.43초

최대 길이: 22.17초

동일한 데이터를 사용하더라도 50배 이상 느립니다.

메모리 사용량 차이

Tim은 메모리 할당량, 즉 SQL Server가 각 쿼리에 할당하는 메모리 양에 대해 자세히 살펴봅니다.

• nvarchar(50) 쿼리: 340MB

• nvarchar(max) 쿼리: 641MB

이것만으로도 위험 신호이지만, 캐시되지 않은 열을 테스트할 경우 그 영향은 훨씬 더 극적입니다.

• FirstName의 고정 길이: 357MB

• FirstName의 최대 길이: 8.5GB

이러한 증가는 SQL Server가 nvarchar 값을 최대값으로 정의할 때 해당 값이 얼마나 클 수 있는지 알 수 없기 때문에 최대 크기를 수용하기 위해 더 큰 메모리 블록을 예약하기 때문에 발생합니다.

nvarchar(max)는 왜 이렇게 비용이 많이 드는 걸까요?

9시 15분에 팀은 그 근본적인 이유를 설명합니다. nvarchar(max) 데이터 유형:

• 최대 2^31–1개의 유니코드 문자를 지원하며, 최대 2GB의 저장 공간을 사용합니다.

• SQL Server에서 값이 행에 맞지 않을 경우, 직접 행 내 저장 대신 포인터를 사용하여 행 외부에 저장하도록 요구합니다.

• 고정 길이 열과 같은 방식으로 인덱싱할 수 없습니다.

결과적으로:

• nvarchar(max) 열에는 인덱스를 생성할 수 없으므로 SQL Server는 최적화 없이 전체 데이터 세트를 정렬하거나 필터링해야 합니다.

• 이는 nvarchar(max) 필드에 대한 ORDER BY, WHERE 또는 JOIN과 같은 작업에 영향을 미칩니다.

이러한 동작은 잘못된 문자 데이터 길이를 선택하는 것만으로도 상당한 메모리 사용량 증가, CPU 부하 상승 및 속도 저하를 초래합니다.

팀의 최종 추천

팀이 마지막으로 말했듯이:

"Entity Framework 쿼리에서 모든 문자열의 크기를 지정해야 합니다."

예상되는 데이터에 따라 nvarchar(100) 또는 nvarchar(255)와 같이 최대 문자 수를 지정하여 문자열 속성을 항상 정의하십시오. 이러한 사소한 변경으로 다음과 같은 사항이 보장됩니다.

• 최적화된 저장 공간

• 인덱싱 지원

• 조회 비용 절감

• 향상된 성능 일관성

적절한 길이를 설정함으로써 데이터베이스 스키마의 효율성을 높이고 기본 설정의 문제점을 피할 수 있습니다.

결론

팀 코리의 영상은 중요한 교훈을 전달합니다. SQL에서 문자열 필드의 기본 길이로 nvarchar(max)를 사용하면 자신도 모르는 사이에 성능이 심각하게 저하될 수 있다는 것입니다. SQL Server는 이름이나 주소와 같은 일반 유니코드 텍스트 입력에도 과도한 메모리를 할당하고, 인덱스를 건너뛰고, CPU 비용을 증가시킬 수 있습니다.

결론은? nvarchar 데이터 형식을 이해하고, 대용량 문서나 가변 길이 콘텐츠를 저장할 필드에 정말 필요한 경우가 아니라면 max 연산자 사용을 피하십시오.

문자열 크기를 지정하면 바이트와 메모리를 절약할 뿐만 아니라 Entity Framework 및 SQL 코드의 효율성, 확장성 및 안정성도 향상시킬 수 있습니다. Tim의 지침을 따르면 애플리케이션이 의도적으로 느려지지 않도록 설계할 수 있습니다.

.NET 환경에서 데이터베이스를 다루는 사람이라면 누구나 표준 도구 모음에 포함해야 할 모범 사례입니다. SQL 관련 영상을 더 보시려면 Tim의 채널을 방문하세요.