스키마란 무엇인가? (json, database, ...)

최근 백엔드 작업을 하다가, “JSON 스키마”를 처음 접했다. 스키마? 데이터의 구조로 알고 있는데… 데이터베이스에서나 쓰던 개념 아니야? JSON에 무슨 스키마가 있다는 거지? 라는 질문에서 스키마에 대해서 잘 모르는 것이 많다는 생각이 들어서, 용어에 대한 정의부터 출발해 스키마가 실제로 어떻게 쓰이고 있는지에 대하여 고민해보았다.

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이론

스키마의 사전적 정의는 다음과 같다.

Schema : (계획·이론의) 개요[윤곽]

사전적 의미가 크게 와닿지 않아서 구글에 “Schema”를 이미지로 검색해보았다.

이미지를 보니, 복잡하고 큰 개념을 뭔가 형식으로 도식화한 느낌을 준다. 왜 이렇게 규칙을 만들어 도식화하는가? 규칙을 정해 데이터를 다룸으로써 우리가 복잡하고 큰 데이터를 컨트롤할 수 있겠다는 생각이 들었고, 형식과 규칙을 스키마의 핵심이라고 나름대로 생각을 정리했다.

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실전에서 사용하는 스키마들

이번에는 실전에서 사용하는 스키마의 용례들을 살펴보자. 사례를 찾아보니 데이터를 다루는 곳에서 스키마가 많이 사용되고 있었다. 데이터를 효율적으로 다루기 위해서는 규칙과 형식, 즉 스키마가 필요한 것이다. 찾아본 바로는 크게 database(RDBMS, noSQL), XML(XSD), JSON Schema 에서 스키마를 언급하여 소개해둔다.

1. 데이터베이스에서의 기본 개념, 기본 구조로써 언급되는 스키마

• 외부 스키마, 개념 스키마, 내부 스키마 등 (아래 자료 참고)
• https://ykcb.tistory.com/entry/데이터베이스-스키마의-개념-특징
• https://www.guru99.com/dbms-schemas.html

2. RDBMS의 정해진 구조로써 언급되는 스키마

RDBMS에서의 스키마는, 테이블의 구조를 정의한다. 흔히 noSQL의 장점으로 스키마가 없어 데이터 구조가 유연하다는 말을 하는데, 실질적으로 다음과 같은 의미를 가진다.

• RDBMS처럼 정해진 테이블 구조를 갖지 않으며,

• RDBMS에서 property 하나를 추가하려면 Alter table 해서 모든 레코드에 컬럼을 추가해야 하지만, noSQL에서는 그럴 필요가 없다.

• 각 레코드의 property가 고정돼있지 않다(예를 들면, int 컬럼을 가진 레코드인데 string을 넣으면 테이블에선 대응이 안되지만 noSQL에서는 된다는 것)

• 참고 자료 :https://www.mongodb.com/blog/post/why-schemaless

3. mySQL에서 DB 자체로써 언급되는 스키마

• mySQL에서는 테이블의 집합체로써의 데이터베이스를 스키마라고 얘기한다. 그래서 데이터베이스 만드는 코드랑 스키마 만드는 코드가 같다.

  mysql > CREATE DATABASE `Sparta`; mysql > CREATE SCHEMA `Greek`;

4. JSON, XML 에서 언급되는 스키마

• JSON과 XML은 데이터를 형식화하는 방법이다. 이들과 함께 사용되는 스키마는 데이터의 구조를 알 수 있게 해주고, validation시 활용한다. (스키마에 맞지 않는 데이터를 보냈다면 오류를 발생시킨다던지)

• 참고 자료

  • http://tcpschool.com/json/jsonschemaschema
  • http://tcpschool.com/xml/xmlxsdintro
  • https://ko.wikipedia.org/wiki/XML스키마(W3C)

아래 예시는 각각 JSON, XML 스키마를 나타낸다.

{
        "title": "강아지 스키마",
        "description": "이 스키마는 강아지에 관한 데이터를 검증하기 위해 작성된 스키마임.",
        "type": "object",
        "properties": {
            "name": {"type": "string"},
            "category": {"type": "string"},
            "age": {"type": "integer"},
            "weight": {"type": "number"},
        }
  }

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <xs:schema elementFormDefault="qualified" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
        ...
          <xs:sequence>
            <xs:element name="Recipient" type="xs:string" />
            <xs:element name="House" type="xs:string" />
            <xs:element name="Street" type="xs:string" />
            <xs:element name="Town" type="xs:string" />
            <xs:element name="County" type="xs:string" minOccurs="0" />
            <xs:element name="PostCode" type="xs:string" />
            <xs:element name="Country" minOccurs="0">

        ...
    </xs:schema>

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정리하면…

스키마 자체는 개요, 구조, 형식이라는 뜻을 가지고 있다. 데이터베이스에서 사용하는 스키마에 대해서만(그것도 겉할기로) 스키마를 알고 있다보니, 여러 문맥에서 사용되는 스키마를 봤을 때 헷깔렸던 것 같다. 스키마는 문맥에 따라 다른 모습으로 머릿속에 그려져야 한다. 이론과 실제가 머리에 들어오게 되어, 이제는 스키마가 뭔지 확실히 얘기할 수 있다는 확신이 생겼다.

Published8 Mar 2020