[파이썬] ORM을 사용한 데이터베이스 샤딩

01 Sep 2023

python

개요

데이터베이스의 성능 향상을 위해 샤딩(Sharding)은 널리 사용되는 방법 중 하나입니다. 샤딩은 데이터베이스를 여러 개의 서버로 분할하여 부하를 분산시키는 것을 의미합니다. 이렇게 분할된 서버들은 각각 독립적으로 데이터를 저장하고 조회할 수 있으며, 전체 시스템의 처리량을 크게 향상시킬 수 있습니다.

이 글에서는 파이썬에서 ORM(Object-Relational Mapping)을 사용하여 데이터베이스 샤딩을 구현하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

ORM 소개

ORM은 객체와 관계형 데이터베이스의 데이터를 매핑(mapping)하는 도구입니다. ORM을 사용하면 쉽게 데이터베이스와 상호작용할 수 있으며, SQL 쿼리를 직접 작성하지 않아도 됩니다. 대표적인 파이썬 ORM 라이브러리로는 SQLAlchemy, Django ORM, Peewee 등이 있습니다.

일반적으로 ORM을 사용하여 데이터베이스 작업을 수행할 때는 단일 데이터베이스에 대한 연산을 처리합니다. 하지만 데이터베이스를 샤딩해서 사용한다면, ORM 라이브러리를 조금 더 유연하고 복잡한 방식으로 사용해야 합니다.

파이썬에서 데이터베이스 샤딩 구현하기

파이썬에서 데이터베이스 샤딩을 구현하려면 다음과 같은 단계를 따라야 합니다:

데이터베이스 서버 구성: 각각의 샤드에 해당하는 데이터베이스 서버를 구성합니다. 각 서버는 독립적으로 운영되며, 별도의 데이터베이스 스키마를 가질 수 있습니다.
데이터베이스 연결 설정: 각각의 샤드에 대한 데이터베이스 연결을 설정합니다. 이때, 샤드마다 다른 연결 정보를 가지게 됩니다.
ORM 모델 생성: 각각의 샤드에 대한 ORM 모델을 생성합니다. 마찬가지로, 각 모델은 해당 샤드에 대한 연결 정보를 가지고 있어야 합니다.
데이터 샤딩: 원하는 기준에 따라 데이터를 분할하여 샤드에 저장합니다. 보통은 해싱 알고리즘을 사용하여 데이터를 적절한 샤드에 할당합니다.
데이터 조회 및 조작: 데이터를 조회 또는 조작할 때에는 조건에 해당하는 샤드에 연결하여 작업을 수행합니다. 이때, 해당 샤드에 대한 ORM 모델을 사용하여 간편하게 데이터를 다룰 수 있습니다.

예시 코드

다음은 SQLAlchemy를 사용하여 데이터베이스 샤딩을 구현하는 예시 코드입니다:

from sqlalchemy import create_engine, Table, Column, Integer, String, MetaData
from sqlalchemy.orm import mapper, sessionmaker

# 각각의 샤드에 대한 연결 정보
shard1_engine = create_engine('mysql://user:password@shard1_host/db1')
shard2_engine = create_engine('mysql://user:password@shard2_host/db2')

# ORM 모델 생성
metadata = MetaData()

# 샤드1에 대한 ORM 모델
shard1_table = Table('shard1_table', metadata,
    Column('id', Integer, primary_key=True),
    Column('data', String(255))
)
class Shard1Model(object):
    pass

mapper(Shard1Model, shard1_table)
Session1 = sessionmaker(bind=shard1_engine)

# 샤드2에 대한 ORM 모델
shard2_table = Table('shard2_table', metadata,
    Column('id', Integer, primary_key=True),
    Column('data', String(255))
)
class Shard2Model(object):
    pass

mapper(Shard2Model, shard2_table)
Session2 = sessionmaker(bind=shard2_engine)

# 데이터 조회 예시
session1 = Session1()
data1 = session1.query(Shard1Model).filter_by(id=1).first()

session2 = Session2()
data2 = session2.query(Shard2Model).filter_by(id=2).first()

위의 코드는 두 개의 샤드에 대한 연결 정보를 설정한 후, 각각의 샤드에 대한 ORM 모델을 생성합니다. 이후, 각각의 샤드에 대한 데이터 조회를 예시로 들었습니다.

결론

파이썬에서 ORM을 사용하여 데이터베이스 샤딩을 구현하는 것은 데이터베이스 성능 향상에 유용한 방법 중 하나입니다. ORM을 활용하면 데이터베이스와의 상호작용을 쉽게할 수 있으며, 복잡한 데이터 샤딩 로직도 관리할 수 있습니다. SQLAlchemy를 비롯한 다양한 ORM 라이브러리를 사용하여 데이터베이스 샤딩을 구현해보세요.