2장. 아키텍처 — 프로세스와 메모리

PostgreSQL은 스레드가 아니라 프로세스로 일합니다. 접속 하나에 프로세스 하나 — 이 40년째 유지되는 결정이 왜 내려졌고, 서버 안에서 쿼리가 어떤 길을 걷는지 해부합니다.

2.1 프로세스 모델 — postmaster는 감독관이다

MySQL·Oracle이 스레드 기반인 것과 달리, PostgreSQL은 프로세스 기반 멀티태스킹 DBMS입니다. 서버를 시작(pg_ctl start)하면 postmaster라는 최상위 프로세스가 뜹니다. postmaster의 역할은 단 하나 — 감독관(supervisor). 쿼리는 직접 처리하지 않고, 접속 요청이 오면 자식 프로세스(backend)를 fork()하고, 자식이 죽으면 뒷수습을 합니다.

실제 서버에서 ps로 보면 이 구조가 그대로 보입니다.

$ ps -ef | grep postgres
postgres  1001    1  ... /usr/pgsql-17/bin/postgres -D /var/lib/pgsql/data  ← postmaster
postgres  1005 1001  ... postgres: checkpointer
postgres  1006 1001  ... postgres: background writer
postgres  1007 1001  ... postgres: walwriter
postgres  1008 1001  ... postgres: autovacuum launcher
postgres  2001 1001  ... postgres: myuser mydb 10.0.0.5(54321) idle  ← backend

2.2 Shared Memory — 모두가 공유하는 작업대

프로세스는 서로 메모리를 공유하지 않는 게 원칙이지만, DB는 모든 backend가 같은 데이터 페이지·같은 트랜잭션 상태를 봐야 합니다. 그래서 시작 시 공유 메모리(shared memory) 영역을 만들어 모두가 붙습니다.

이 중 주인공은 단연 shared_buffers입니다. 쿼리가 이 캐시를 어떻게 통과하는지 봅시다.

2.3 쿼리의 4단계 — Parse → Rewrite → Plan → Execute

backend 안에서 SELECT 한 문장은 네 단계를 거칩니다. (이 파이프라인의 애니메이션은 6장에서 자세히 다룹니다.)

-- Rewrite 단계의 실체: 뷰는 "펼쳐진다"
CREATE VIEW active_users AS SELECT * FROM users WHERE status = 'active';

SELECT id FROM active_users WHERE country = 'KR';
-- Rewriter가 아래로 치환한 뒤 Planner에게 전달:
-- SELECT id FROM users WHERE status = 'active' AND country = 'KR';

2.4 커넥션 풀링 — "연결 = 프로세스"의 청구서

연결 하나가 프로세스 하나라는 구조는 연결 급증을 허용하지 않습니다. 10,000 커넥션 = 10,000 프로세스 = 수십 GB 메모리에, ProcArray·Lock 스캔까지 급격히 나빠집니다. 커뮤니티 합의는 명확합니다 — max_connections는 200~500 수준으로 두고, 그 앞에 pooler(pgBouncer 등)를 세운다.

2.5 PGDATA — 데이터 디렉터리 지도

initdb가 만드는 데이터 디렉터리($PGDATA)의 핵심 구조입니다. 장애 대응 때 "어디에 뭐가 있는지"를 알면 절반은 이긴 겁니다.

-- 특정 테이블의 실제 파일 경로 찾기
SELECT pg_relation_filepath('orders');
-- base/16384/24576

2.6 설정 계층 — 같은 파라미터, 다른 우선순위

동일 파라미터가 여러 곳에서 지정될 수 있고, 우선순위는 명확합니다: SET(세션) > ALTER ROLE … SET > ALTER DATABASE … SET > postgresql.auto.conf > postgresql.conf.

-- 현재 세션만
SET work_mem = '256MB';

-- 특정 사용자 접속 시 항상 적용
ALTER ROLE analyst SET work_mem = '512MB';

-- 서버 전역 (postgresql.auto.conf에 기록)
ALTER SYSTEM SET shared_buffers = '4GB';
SELECT pg_reload_conf();

-- 재시작이 필요한지 reload로 충분한지 확인
SELECT name, setting, context FROM pg_settings
WHERE name IN ('shared_buffers', 'work_mem');
--  shared_buffers | context = postmaster ← 재시작 필요
--  work_mem       | context = user       ← SET으로도 가능

✍️ 이해도 체크