join algorithm

Author: getChan

_posts/2024-11-27-join_algorithms.md

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+title: "조인 알고리듬의 구현"
+excerpt: "Implementation of Join Algorithms"
+categories:
+  - data
+tags:
+  - data
+  - cs
+last_modified_at: 2024-11-27T08:00:00-08:00
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+# 단일 머신 조인 알고리즘
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+## Nested Loop Join
+
+```sudo
+for each tuple r in R do begin
+   for each tuple s in S do begin
+      if r and s satisfy the join condition
+         output the tuple <r, s>
+   end
+end
+```
+- 인덱스를 필요로 하지 않는다.
+- 동등 조인이 아닌 경우에도 사용 가능하다.
+- 시간 복잡도는 $O(n^2)$이다.
+
+## Sort-Merge Join
+
+```sudo
+while not at the end of either relation do begin
+   if r and s match on the join attribute
+      output the tuple <r, s>
+   if r < s
+      advance to the next tuple in R
+   else advance to the next tuple in S
+end
+```
+- 조인 컬럼으로 정렬되어 있어야 한다.
+- 정렬되어 있다면 시간 복잡도는 $O(n)$이다. 
+  - 투 포인터 알고리즘과 유사하다.
+- 동등 조인만 가능하다.
+
+## Hash Join
+
+```sudo
+for each tuple s in S do begin
+   insert s into hash table H
+end
+for each tuple r in R do begin
+   if there is a tuple s in H that matches hash(r) then
+      output the tuple <r, s>
+end
+```
+- 동등 조인만 가능하다.
+- S를 build input이라 하고 R을 probe input이라 한다.
+- 크기가 작은 테이블을 build input으로 사용하는 것이 좋다.
+  - 해시 테이블은 메모리보다 작아야 하기 때문이다.
+- 시간 복잡도는 $O(n)$이다.
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+# Apache Spark의 조인 알고리즘
+
+# 참고 
+- Database System Concepts, 7th Edition. *Abraham Silberschatz, Henry F. Korth, S. Sudarshan. McGraw-Hill Education. 2019.*
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