#title Magic Density
[[TableOfContents]]

==== 준비작업 ====
테스트를 위한 준비작업이다. 
{{{
if object_id('test') is not null
	drop table test;
go

with temp1(num)
as
(
        select 1 num
        union all
        select num + 1 from temp1
        where num + 1 <= 5000
),
temp2(num)
as
(
        select 1 num
        union all
        select num + 1 from temp2
        where num + 1 <= 600
)
select 
	identity(int,1,1) seq
,	convert(char(8), getdate() + b.num, 112) dt
,	left(newid(), 12) dumy1-- 데이터를 채워넣기 위함
,	newid() dumy2-- 데이터를 채워넣기 위함
into test
from temp1 a, temp2 b
option (maxrecursion 0);

create clustered index cix_seq
on test(seq);
--테이블 'test'. 검색 수 1, 논리적 읽기 수 19738

create index nix_dt
on test(dt);
--테이블 'test'. 검색 수 1, 논리적 읽기 수 20443
}}}

==== 가끔 미친짓을 하는 SQL Server, 이유를 알 수 없다? ====

가끔 MSSQL Server 옵티마이저가 미친 짓을 한다. 바로 다음과 같은 예다. SQL 1, SQL 2의 실행계획과 I/O를 보라. 
'''SQL 1'''
{{{
--select min(dt), count(*) from test
--결과: 20080112, 3000000

declare @dt char(8)
set @dt = '20080112'

select *
from test 
where dt <= @dt
--(5000 row(s) affected)
--테이블'test'. 검색수1, 논리적읽기수20444, 물리적읽기수0, 미리읽기수0, LOB 논리적읽기수0, LOB 물리적읽기수0, LOB 미리읽기수0.
}}}

attachment:magic_desity01.jpg

'''SQL 2'''
{{{
select *
from test 
where dt <= '20080112'
--(5000 row(s) affected)
--테이블'test'. 검색수1, 논리적읽기수15336, 물리적읽기수0, 미리읽기수0, LOB 논리적읽기수0, LOB 물리적읽기수0, LOB 미리읽기수0.
}}}

attachment:magic_desity02.jpg

결과는 같지만 SQL 1은 풀스캔을 했으며, SQL 2는 Index Seek를 했다. 비용과 특히 ‘예상 행 수’는 많이 다른 것을 알 수 있다. 그 이유는 로컬변수를 쓴 경우인 SQL 1의 where절의 조건에 @dt이 그 이유다. 값이 결정되지 않아서 옵티마이저가 올바른 판단을 하지 못하기 때문이다. 그래도 SQL Server는 적당한 판단을 내려야 하기 때문에 SQL 1과 같이 값이 미확정적[* 값이 미확정적이라는 것은 데이터의 분포를 알 수 없다는 것과 같음]인 매개변수에 대해서 다음과 같은 기준으로 판단을 내린다. (이걸 Magic Density라고 한다. DBCC SHOW_STATISTICS의 결과는 Index Density라고 한다.)

||조건||분포||
||>, >=, <, <=||30%||
||=||10%||
||Between||25%||

이 기준으로 SQL 1에서의 예상 행 수를 계산해 보면 3000000 * 0.3 = 900000 으로 딱 맞아 떨어진다. 이런 기준의 다음의 URL에서 확인할 수 있다. (아래 문서는 >, >=, <, <=의 경우는 33%로 나와 있다.)

 [http://support.microsoft.com/kb/169642 INF: Search Arguments That Determine Distribution Page Usage]

이 문서는 SQL Server 6.0, 6.5 버전의 문서임을 감안해야 한다. 그런데 지금 필자는 2000, 2005 버전에서 테스트를 했는데 >, >=, <, <=일 경우만 유효하다. 다시 지금의 버전(2000, 2005)에 맞게 정리해보면 다음과 같다.

||조건||분포||
||>, >=, <, <=||30%||
||=||All Density[%]||
||Between||9%||
 {{{* All Density는 DBCC SHOW_STATISTICS의 결과에서 찾아 볼 수 있다.}}}

==== Magic Density 테스트 ====
표를 보면 알 수 있겠지만 '=' 조건이 아닌 경우는 주의를 기울여야 한다. 크기가 작은 테이블(9%이하의 액세스 범위가 Index Seek비용이 Full Scan보다 작은 테이블)의 경우 실제 액세스 범위가 넓건 좁건 간에 Index Seek를 하므로 비효율 적인 쿼리가 되기 때문이다. 그럼 ‘=’비교와 between에 대한 테스트를 해보도록 하겠다. 

'''SQL 3'''
{{{
declare @dt char(8)
set @dt = '20080112'

select *
from test 
where dt = @dt
--(5000 row(s) affected)
--테이블'test'. 검색수1, 논리적읽기수15336, 물리적읽기수0, 미리읽기수0, LOB 논리적읽기수0, LOB 물리적읽기수0, LOB 미리읽기수0.
}}}

attachment:magic_desity03.jpg

'''SQL 4'''
{{{
--between테스트를위한test2 테이블만들기
select distinct * into test2
from test

insert test2
select * from test2

insert test2
select * from test2

insert test2
select * from test2

insert test2
select * from test2
go

create index nix_dt
on test2(dt)
go

--테스트
declare @dt char(8)
declare @dt2 char(8)
set @dt = '20080113'
set @dt2 = '20080114'

select *
from test2
where dt between @dt and @dt2
--(32 row(s) affected)
--테이블'test2'. 검색수1, 논리적읽기수3, 물리적읽기수0, 미리읽기수0, LOB 논리적읽기수0, LOB 물리적읽기수0, LOB 미리읽기수0.
}}}

attachment:magic_desity04.jpg

'''SQL 5'''
{{{
--@dt2를넓게하여범위를넓혀보자
--비효율 발생!!!!
declare @dt char(8)
declare @dt2 char(8)
set @dt = '20080113'
set @dt2 = '20300114'

select *
from test2
where dt between @dt and @dt2

--(9584 row(s) affected)
--테이블'test2'. 검색수1, 논리적읽기수31, 물리적읽기수0, 미리읽기수0, LOB 논리적읽기수0, LOB 물리적읽기수0, LOB 미리읽기 수0.
--풀스캔의논리적읽기수는21
--select 862.56/9584*100 -- 9%
--@dt2의 값을 아무리 변화시켜도 예상 행 수는 변화하지 않는다.
}}}

attachment:magic_desity05.jpg

SQL3에서 인덱스를 제대로 타는 것을 볼 수 있다. 예상 행 수를 제대로 찍는 것을 보면 ‘=’ 비교의 경우는 Index Desity를 참조한다는 것을 알 수 있다. 즉, 

DBCC SHOW_STATISTICS ('dbo.test', 'nix_dt');
attachment:magic_desity06.jpg

0.001666667*3000000 = 5000.001000000 가 예상 행 수가 된다는 것이다. 모든 날짜의 EQ_ROWS가 5000이므로 확인차 다음과 같이 데이터를 삭제 후 다시 계산해 보겠다. 

'''sQL 6'''
{{{
delete from test 
where seq <= 9000 and dt <= '20080113';
go

update statistics test 
with fullscan
go

DBCC SHOW_STATISTICS ('dbo.test', 'nix_dt')
go
}}}

attachment:magic_desity07.jpg

'''SQL 7'''
{{{
declare @dt char(8)
set @dt = '20080113'

select *
from test 
where dt = @dt

--select 0.001669449*2991000 
--4993.321959000

}}}

attachment:magic_desity08.jpg

다음의 SQL8와 같이 인덱스를 사용하지 않도록 하여도 예상 행 수가 4993.32인 것을 보면 ‘=’ 비교의 경우는 Index Desity를 참조한다는 것을 확인 할 수 있다. 

'''SQL 8'''
{{{
declare @dt char(8)
set @dt = '20080113'

select *
from test with (index = 0)
where dt = @dt
}}}
attachment:magic_desity09.jpg

==== 마무리 ====
마지막으로 KB문서([http://support.microsoft.com/kb/169642])에 언급된 내용이 있다. 이 문서에 의하면 WHERE 조건에 WHERE dt like @dt + ‘%’와 같이 사용되면 Index Density를 실행계획을 세울 때 사용하지 않는다고 한다. 왜냐하면 로컬 변수를 사용한 Like 검색은 실행 시까지 그 분포를 알 수 없기 때문이다. 그럼 어떻게 이러한 Magic Density를 사용하지 않게 끔 하냐? 뭐.. 간단하다. ‘매개변수화’ 시키면 된다. SP만들거나 EXEC()써서 값을 직접 넣는 것처럼 만들거나 또는 sp_executesql을 쓰면 된다. (이런 내용이 왜 계속 업데이트 되어 뿌려지지 않는 건지 모르겠네요. 맨날 개노가다로 알아내야 하나요. 이런 제품 종속적인 공부 싫은데 말이죠..)

실행 시까지 분포를 알 수 없는 것은 SP를 작성 할 때도 마찬가지다. 잘못하면 실행계획의 재사용(Index Seek보다 Full Scan이 더 유리한 데이터 분포일 경우)으로 인해 악성SP가 될 수 있다. 이런 것을 요즘에는 ‘매개변수 스니핑’이라고 한다. 참 이름도 잘 갖다가 붙인다. 참고로 로컬 변수를 사용한 조건 WHERE dt like @dt + ‘%’에 대해 조금 테스트를 해보았는데 약 0.031% 정도가 예상 행 수가 되는 것을 확인했지만 좀 더 테스트를 해봐야 할 것 같다. 또한 like연산이 내부적으로 >, <, >=, <= 정도로 바뀌는데 이 역시 테스트 해보지는 않았다. 아직 확실한 공식은 찾아내지 못했다.