MongoDB의 관계에 대한 자세한 이해: One-to-Many, Many-to-Many 등

MongoDB는 관계형 데이터베이스(RDBMS)와 달리 스키마가 없는 NoSQL 데이터베이스로, 데이터를 JSON 형태로 저장하는 문서 지향 데이터베이스입니다. 관계형 데이터베이스에서 흔히 다루는 관계(One-to-Many, Many-to-Many 등)도 MongoDB에서 구현할 수 있습니다. 그러나 MongoDB는 관계형 데이터베이스와 달리 데이터를 중첩하거나 연결하는 방식으로 이러한 관계를 관리합니다.

다음은 MongoDB에서 One-to-One, One-to-Many, Many-to-Many 관계를 표현하는 방법과 사례입니다.

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1. One-to-One 관계

• 설명: 하나의 문서가 다른 하나의 문서와 연결된 관계입니다.
• 예제: 사용자와 프로필 정보
• 구현 방법:
  • 중첩 문서(Nested Document): 한 문서에 다른 문서를 포함시켜 저장합니다.

    {
      "_id": 1,
      "name": "John Doe",
      "profile": {
        "age": 30,
        "gender": "Male",
        "address": "123 Main St"
      }
    }
    

  • 참조(Reference): 별도의 컬렉션에서 ObjectId로 연결합니다.

    // users 컬렉션
    {
      "_id": 1,
      "name": "John Doe",
      "profile_id": ObjectId("64abc123def4567890")
    }
    // profiles 컬렉션
    {
      "_id": ObjectId("64abc123def4567890"),
      "age": 30,
      "gender": "Male",
      "address": "123 Main St"
    }
    

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2. One-to-Many 관계

• 설명: 하나의 문서가 여러 문서와 연결된 관계입니다.
• 예제: 사용자와 주문 정보
• 구현 방법:
  • 중첩 문서(Nested Document): 한 문서 내에 여러 문서를 배열로 저장합니다.

    {
      "_id": 1,
      "name": "John Doe",
      "orders": [
        { "order_id": 101, "amount": 50 },
        { "order_id": 102, "amount": 75 }
      ]
    }
    

  • 참조(Reference): 주문 문서를 별도의 컬렉션에 저장하고, 사용자 ID로 연결합니다.

    // users 컬렉션
    {
      "_id": 1,
      "name": "John Doe"
    }
    // orders 컬렉션
    {
      "_id": 101,
      "user_id": 1,
      "amount": 50
    }
    {
      "_id": 102,
      "user_id": 1,
      "amount": 75
    }
    

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3. Many-to-Many 관계

• 설명: 여러 문서가 여러 문서와 연결된 관계입니다.
• 예제: 학생과 수업 정보
• 구현 방법:
  • 중첩 배열로 구현: 한 컬렉션에서 배열에 다른 문서의 ID를 저장합니다.

    // students 컬렉션
    {
      "_id": 1,
      "name": "Alice",
      "classes": [1001, 1002]
    }
    {
      "_id": 2,
      "name": "Bob",
      "classes": [1002, 1003]
    }
    // classes 컬렉션
    {
      "_id": 1001,
      "name": "Math"
    }
    {
      "_id": 1002,
      "name": "Science"
    }
    {
      "_id": 1003,
      "name": "History"
    }
    

  • 교차 테이블(Collection): 관계를 명시적으로 관리하는 컬렉션을 사용합니다.

    // student_classes 컬렉션
    {
      "student_id": 1,
      "class_id": 1001
    }
    {
      "student_id": 1,
      "class_id": 1002
    }
    {
      "student_id": 2,
      "class_id": 1002
    }
    {
      "student_id": 2,
      "class_id": 1003
    }
    

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MongoDB에서 관계를 선택할 때 고려할 점

1. 데이터 중첩(Nested):
   • 데이터를 함께 자주 조회할 경우 적합합니다.
   • 하지만 데이터 크기가 커지면 비효율적일 수 있습니다.
2. 참조(References):
   • 데이터가 자주 변경되거나 독립적으로 관리되어야 할 때 적합합니다.
   • 참조를 사용할 경우 lookup으로 조인하는 비용이 발생합니다.
3. 데이터 크기와 복잡성:
   • 중첩 문서가 너무 크면 제한(16MB)을 초과할 수 있습니다.
4. 읽기와 쓰기 성능:
   • 읽기 성능을 위해 중첩 문서를, 쓰기 성능과 유연성을 위해 참조를 사용하는 것이 일반적입니다.

MongoDB에서는 관계를 설정할 때 설계의 유연성과 성능을 고려하여 중첩과 참조 중 적합한 방식을 선택해야 합니다.