제3절_계층형_질의와_셀프_조인

조회 수 7872 추천 수 0 2013.09.06 23:29:02
오예스 *.182.62.197

1. 계층형 질의

테이블에 계층형 데이터가 존재하는 경우 데이터를 조회하기 위해서 계층형 질의(Hierarchical Query)를 사용한다. 계층형 데이터란 동일 테이블에 계층적으로 상위와 하위 데이터가 포함된 데이터를 말한다. 예        를 들어, 사원 테이블에서는 사원들 사이에 상위 사원(관리자)과 하위 사원 관계가 존재하고 조직 테이블에서는 조직들 사이에 상위 조직과 하위 조직 관계가 존재한다. 엔터티를 순환관계 데이터 모델로 설계할 경우 계층형 데이터가 발생한다. 순환관계 데이터 모델의 예로는 조직, 사원, 메뉴 등이 있다.
그림 Ⅱ-2-6은 사원에 대한 순환관계 데이터 모델을 표현한 것이다. (2)계층형 구조에서 A의 하위 사원은 B, C이고 B 밑에는 하위 사원이 없고 C의 하위 사원은 D, E가 있다. 계층형 구조를 데이터로 표현한 것이 (3)샘플 데이터이다. 계층형 데이터 조회는 DBMS 벤더와 버전에 따라 다른 방법으로 지원한다. 여기서는 Oracle과 SQL Server 기준으로 설명한다.
가. Oracle 계층형 질의
Oracle은 계층형 질의를 지원하기 위해서 그림 Ⅱ-2-7과 같은 계층형 질의 구문을 제공한다.
- START WITH절은 계층 구조 전개의 시작 위치를 지정하는 구문이다. 즉, 루트 데이터를 지정한다.(액세스)
- CONNECT BY절은 다음에 전개될 자식 데이터를 지정하는 구문이다. 자식 데이터는 CONNECT BY절에 주어진 조건을 만족해야 한다.(조인)
- PRIOR : CONNECT BY절에 사용되며, 현재 읽은 칼럼을 지정한다. PRIOR 자식 = 부모 형태를 사용하면 계층구조에서 자식 데이터에서 부모 데이터(자식 → 부모) 방향으로 전개하는 순방향 전개를 한다. 그리고 PRIOR 부모 = 자식 형태를 사용하면 반대로 부모 데이터에서 자식 데이터(부모 → 자식) 방향으로 전개하는 역방향 전개를 한다.
- NOCYCLE : 데이터를 전개하면서 이미 나타났던 동일한 데이터가 전개 중에 다시 나타난다면 이것을 가리켜 사이클(Cycle)이 형성되었다라고 말한다. 사이클이 발생한 데이터는 런타임 오류가 발생한다. 그렇지만 NOCYCLE를 추가하면 사이클이 발생한 이후의 데이터는 전개하지 않는다.
- ORDER SIBLINGS BY : 형제 노드(동일 LEVEL) 사이에서 정렬을 수행한다. - WHERE : 모든 전개를 수행한 후에 지정된 조건을 만족하는 데이터만 추출한다.(필터링) Oracle은 계층형 질의를 사용할 때 다음과 같은 가상 칼럼(Pseudo Column)을 제공한다.
다음은 그림 Ⅱ-2-6의 (3)샘플 데이터를 계층형 질의 구문을 이용해서 조회한 것이다. 여기서는 결과 데이터를 들여쓰기 하기 위해서 LPAD 함수를 사용하였다.
예제 SELECT LEVEL, LPAD(' ', 4 * (LEVEL-1)) || 사원 사원, 관리자, CONNECT_BY_ISLEAF ISLEAF FROM 사원 START WITH 관리자 IS NULL CONNECT BY PRIOR 사원 = 관리자;

실행 결과 LEVEL 사원 관리자 ISLEAF ----- -------- ----- ------ 1 A 0 2 B A 1 2 C A 0 3 D C 1 3 E C 1


A는 루트 데이터이기 때문에 레벨이 1이다. A의 하위 데이터인 B, C는 레벨이 2이다. 그리고 C의 하위 데이터인 D, E는 레벨이 3이다. 리프 데이터는 B, D, E이다. 관리자 → 사원 방향을 전개이기 때문에 순방향 전개이다. 그림 Ⅱ-2-8은 계층형 질의에 대한 논리적인 실행 모습이다.
다음 예제는 사원 'D'로부터 자신의 상위관리자를 찾는 역방향 전개의 예이다.
예제 SELECT LEVEL, LPAD(' ', 4 * (LEVEL-1)) || 사원 사원, 관리자, CONNECT_BY_ISLEAF ISLEAF FROM 사원 START WITH 사원 = 'D' CONNECT BY PRIOR 관리자 = 사원;

실행 결과 LEVEL 사원 관리자 ISLEAF ----- --------- ----- ----- 1 D C 0 2 C A 0 3 A 1


본 예제는 역방향 전개이기 때문에 하위 데이터에서 상위 데이터로 전개된다. 결과를 보면 내용을 제외하고 표시 형태는 순방향 전개와 동일하다. D는 루트 데이터이기 때문에 레벨이 1이다. D의 상위 데이터인 C는 레벨이 2이다. 그리고 C의 상위 데이터인 A는 레벨이 3이다. 리프 데이터는 A이다. 루트 및 레벨은 전개되는 방향에 따라 반대가 됨을 알 수 있다. 그림 Ⅱ-2-9는 역방향 전개에 대한 계층형 질의에 대한 논리적인 실행 모습이다.
Orcle은 계층형 질의를 사용할 때 사용자 편의성을 제공하기 위해서 표 Ⅱ-2-3과 같은 함수를 제공한다
SYS_CONNECT_BY_PATH, CONNECT_BY_ROOT를 사용한 예는 다음과 같다.
예제 SELECT CONNECT_BY_ROOT 사원 루트사원, SYS_CONNECT_BY_PATH(사원, '/') 경로, 사원, 관리자 FROM 사원 START WITH 관리자 IS NULL CONNECT BY PRIOR 사원 = 관리자

실행 결과 루트사원 경로 사원 관리자 ------- ------- ---- ----- A /A A A /A/B B A A /A/C C A A /A/C/D D C A /A/C/E E C
START WITH를 통해 추출된 루트 데이터가 1건 이기 때문에 루트사원은 모두 A이다. 경로는 루트로부터 현재 데이터까지의 경로를 표시한다. 예를 들어, D의 경로는 A → C → D 이다.



나. SQL Server 계층형 질의
SQL Server 2000 버전까지는 계층형 질의를 작성할 수 있는 문법을 지원하지 않았다. 조직도처럼 계층적 구조를 가진 데이터는 저장 프로시저를 재귀 호출하거나 While 루프 문에서 임시 테이블을 사용하는 등 (순수한 쿼리가 아닌) 프로그램 방식으로 전개해야만 했다. 그러나 SQL Server 2005 버전부터는 하나의 질의로 원하는 결과를 얻을 수 있게 되었다.
먼저, Northwind 데이터베이스에 접속하여 Employees 테이블의 데이터를 조회해 보자.
USE NORTHWIND GO SELECT EMPLOYEEID, LASTNAME, FIRSTNAME, REPORTSTO FROM EMPLOYEES GO ************************************************************************** EmployeeID LastName FirstName ReportsTo --------- -------- ------- -------- 1 Davolio Nancy 2 2 Fulle Andrew NULL 3 Leverling Janet 2 4 Peacock Margaret 2 5 Buchanan Steven 2 6 Suyama Michael 5 7 King Robert 5 8 Callahan Laura 2 9 Dodsworth Anne 5 (9개 행 적용됨)
총 9개 로우가 있는데, ReportsTo 칼럼이 상위 사원에 해당하며 EmployeeID 칼럼과 재귀적 관계를 맺고 있다. EmployeeID가 2인 Fuller 사원을 살펴보면, ReportsTo 칼럼 값이 NULL이므로 계층 구조의 최상위에 있음을 알 수 있다. CTE(Common Table Expression)를 재귀 호출함으로써 Employees 데이터의 최상위부터 시작해 하위 방향으로 계층 구조를 전개하도록 작성한 쿼리와 결과는 다음과 같다.

WITH EMPLOYEES_ANCHOR AS ( SELECT EMPLOYEEID, LASTNAME, FIRSTNAME, REPORTSTO, 0 AS LEVEL FROM EMPLOYEES WHERE REPORTSTO IS NULL /* 재귀 호출의 시작점 */ UNION ALL SELECT R.EMPLOYEEID, R.LASTNAME, R.FIRSTNAME, R.REPORTSTO, A.LEVEL + 1 FROM EMPLOYEES_ANCHOR A, EMPLOYEES R WHERE A.EMPLOYEEID = R.REPORTSTO ) SELECT LEVEL, EMPLOYEEID, LASTNAME, FIRSTNAME, REPORTSTO FROM EMPLOYEES_ANCHOR GO ************************************************************************** Level EmployeeID LastName FirstName ReportsTo ---- -------- ------- ----- -------- 0 2 Fuller Andrew NULL 1 1 Davolio Nancy 2 1 3 Leverling Janet 2 1 4 Peacock Margaret 2 1 5 Buchanan Steven 2 1 8 Callahan Laura 2 2 6 Suyama Michael 5 2 7 King Robert 5 2 9 Dodsworth Anne 5 (9개 행 적용됨)

WITH 절의 CTE 쿼리를 보면, UNION ALL 연산자로 쿼리 두 개를 결합했다. 둘 중 위에 있는 쿼리를 ‘앵커 멤버’(Anchor Member)라고 하고, 아래에 있는 쿼리를 ‘재귀 멤버’(Recursive Member)라고 한다. 아래는 재귀적 쿼리의 처리 과정이다.
1. CTE 식을 앵커 멤버와 재귀 멤버로 분할한다.
2. 앵커 멤버를 실행하여 첫 번째 호출 또는 기본 결과 집합(T0)을 만든다.
3. Ti는 입력으로 사용하고 Ti+1은 출력으로 사용하여 재귀 멤버를 실행한다.
4. 빈 집합이 반환될 때까지 3단계를 반복한다.
5. 결과 집합을 반환한다. 이것은 T0에서 Tn까지의 UNION ALL이다.

정리하자면 다음과 같다. 먼저, 앵커 멤버가 시작점이자 Outer 집합이 되어 Inner 집합인 재귀 멤버와 조인을 시작한다. 이어서, 앞서 조인한 결과가 다시 Outer 집합이 되어 재귀 멤버와 조인을 반복하다가 조인 결과가 비어 있으면 즉, 더 조인할 수 없으면 지금까지 만들어진 결과 집합을 모두 합하여 리턴한다. 그림 Ⅱ-2-10에 있는 조직도를 쿼리로 출력했을 때, 대부분 사용자는 아래와 같은 결과를 기대할 것이다.(보기 편하도록 각 로우 앞쪽에 자신의 레벨만큼 빈칸을 삽입했다.)
EmployeeID ManagerID -------- --------- 1000 NULL 1100 1000 1110 1100 1120 1100 1121 1120 1122 1120 1200 1000 1210 1200 1211 1210 1212 1210 1220 1200 1221 1220 1222 1220 1300 1000

2. 셀프 조인

셀프 조인(Self Join)이란 동일 테이블 사이의 조인을 말한다. 따라서 FROM 절에 동일 테이블이 두 번 이상 나타난다. 동일 테이블 사이의 조인을 수행하면 테이블과 칼럼 이름이 모두 동일하기 때문에 식별을 위해 반드시 테이블 별칭(Alias)를 사용해야 한다. 그리고 칼럼에도 모두 테이블 별칭을 사용해서 어느 테이블의 칼럼인지 식별해줘야 한다. 이외 사항은 조인과 동일하다.
셀프 조인에 대한 기본적인 사용법은 다음과 같다
SELECT ALIAS명1.칼럼명, ALIAS명2.칼럼명, ... FROM 테이블1 ALIAS명1, 테이블2 ALIAS명2 WHERE ALIAS명1.칼럼명2 = ALIAS명2.칼럼명1;

SELECT WORKER.ID 사원번호, WORKER.NAME 사원명, MANAGER.NAME 관리자명 FROM EMP WORKER, EMP MANAGER WHERE WORKER.MGR = MANAGER.ID;

계층형 질의에서 살펴보았던 사원이라는 테이블 속에는 사원과 관리자가 모두 하나의 사원이라는 개념으로 동일시하여 같이 입력되어 있다. 이것을 이용해서 다음 문제를 셀프 조인으로 해결해 보면 다음과 같다. “자신과 상위, 차상위 관리자를 같은 줄에 표시하라.” 이 문제를 해결하기 위해서는 FROM 절에 사원 테이블을 두 번 사용해야 한다.
셀프 조인은 동일한 테이블(사원)이지만 그림 Ⅱ-2-11과 같이 개념적으로는 두 개의 서로 다른 테이블(사원, 관리자)을 사용하는 것과 동일하다. 동일 테이블을 다른 테이블인 것처럼 처리하기 위해 테이블 별칭을 사용한다. 여기서는 E1(사원), E2(관리자) 테이블 별칭을 사용하였다. 차상위 관리자를 구하기 위해서 E1.관리자 = E2.사원 조인 조건을 사용한다. 셀프 조인을 이용한 SQL문은 다음과 같다.
예제 SELECT E1.사원, E1.관리자, E2.관리자 차상위_관리자 FROM 사원 E1, 사원 E2 WHERE E1.관리자 = E2.사원 ORDER BY E1.사원;

실행 결과 사원 관리자 차상위_관리자 ---- ------ ---------- B A C A D C A E C A



자신과 자신의 직속 관리자는 동일한 행에서 데이터를 구할 수 있으나 차상위 관리자는 바로 구할 수 없다. 차상위 관리자를 구하기 위해서는 자신의 직속 관리자를 기준으로 사원 테이블과 한번 더 조인(셀프 조인)을 수행해야 한다. 결과 표시를 위해 SELECT절에 2개의 ‘관리자’ 칼럼을 사용되었다. 한 명은 자신의 직속 관리자(E1.관리자)이고 다른 한 명은 자신의 차상위 관리자(E2.관리자)이다. 결과를 보면, B와 C의 관리자는 A이고 차상위 관리자는 없다. D와 E의 관리자는 C이고 차상위 관리자는 A이다. 결과에서 A에 대한 정보는 누락되었다. 내부 조인(Inner Join)을 사용할 경우 자신의 관리자가 존재하지 않는 경우에는 관리자(E2) 테이블에서 조인할 대상이 존재하지 않기 때문에 해당 데이터는 결과에서 누락된다. 이를 방지하기 위해서는 아우터 조인을 사용해야 한다. 다음은 아우터 조인을 사용한 예이다.

예제 SELECT E1.사원, E1.관리자, E2.관리자 차상위_관리자 FROM 사원 E1 LEFT OUTER JOIN 사원 E2 ON (E1.관리자 =
E2.사원) ORDER BY E1.사원;

실행 결과 사원 관리자 차상위_관리자 ---- ----- ---------- A B A C A D C A E C A



아우터 조인을 사용해서 관리자가 존재하지 않는 데이터까지 모두 결과에 표시되었다.