LSM-tree 기반 Key-value 데이터베이스의 재귀적 컴팩션 기법

김종빈, 손서희, 조현수, 정형수

http://doi.org/10.5626/JOK.2019.46.9.946

LSM-tree 기반 Key-value 데이터베이스는 데이터 쓰기 연산의 성능에 최적화 된 구조를 가지며, 일반적으로 컴팩션 연산을 통해 LSM-tree의 형태를 유지하며 데이터를 관리한다. 컴팩션 연산은 저장 장치에 기록된 데이터를 메모리로 읽어들여 정렬한 뒤 결과 데이터를 저장 장치로 다시 쓰는 작업을 반복하며, 이러한 동작 패턴은 몇 가지의 문제점을 발생시킨다. 본 논문에서는 이러한 컴팩션 연산이 유발하는 성능 손실 및 쓰기 증폭 현상에 대하여 분석하고, 이를 개선하기 위한 재귀적 컴팩션 기법을 제안한다. 재귀적 컴팩션 기법은 멀티스레드를 활용하여 동시에 여러 컴팩션을 수행하며 읽기 요청 및 가비지 컬렉션을 적절히 수행하여 컴팩션이 유발하는 문제를 완화시킨다. 위 기법을 LSM-tree based Key-value 데이터베이스 중 하나인 Google의 LevelDB에 적용한 뒤 이에 대한 실험 결과를 분석한다.