1. 개념

• "Key-value" 자료구조는 데이터를 저장하고 관리하는데 사용되는 간단하면서도 유용한 방법 중 하나다.

• 각각의 데이터 항목은 고유한 식별자인 "키(Key)"와 그에 대응하는 "값(Value)"으로 구성된다. 키는 일반적으로 문자열이나 숫자 등으로 표현되며, 값은 키와 연관된 데이터 자체를 나타낸다.

  

• Key-Value 데이터베이스는 Key와 Value로 구성되어 있고, key를 사용하여 DB에 값을 저장한다.

• 그러므로 알아보기 쉽고, 접근시간이 빠르다.

  → 배열은 인덱스 주소값으로 찾기 때문에(직접참조) Full Range Scan보다 빠르다.

• Key-Value 구조는 요소들을 key로 한번에 접근이 가능한데, 이것이 사실상 배열이기 때문에 가능한 일이다.

• key-value는 딕셔너리(Dictionary), 해시(Hash) 등으로 알려져 있는 자료 구조인 연관 배열의 저장, 검색 관리를 위해 설계되었다.

• key와 value가 매칭되는 것을 매핑(mapping)이라고 한다.

<aside> 💡 예시

JSON과 XML은 key_value의 구조로 구성된 데이터이다.

• JSON

{"key1" : "aaa", "key2" : "bbb"}

• XML

<key1>aaa</key1>
<key2>aaa</key2>

</aside>

2. 특징

1. 고속 검색: 키를 사용하여 데이터를 빠르게 검색할 수 있다. 이는 내부적으로 해시 함수를 사용하여 키와 값의 매핑을 구성하기 때문에 발생한다.
2. 고유한 키: 각 키는 고유해야 하며, 동일한 키를 사용하여 여러 값을 저장할 수 없다. 이로써 키-값 자료구조는 데이터 중복을 방지할 수 있다.
3. 간단한 구조: 키-값 저장소는 보통 데이터를 단순하게 관리하므로 작은 규모의 데이터 관리에 적합하다.
4. 빠른 삽입 및 삭제: 키-값 저장소는 일반적으로 삽입 및 삭제 작업도 빠르게 수행할 수 있다.
5. 자주 사용되는 용도: 설정 값, 캐싱, 세션 관리, 데이터베이스 인덱스, 쿠키, 웹 애플리케이션의 클라이언트 상태 관리 등에서 많이 사용된다.

• 여러 프로그래밍 언어와 라이브러리에서는 이러한 키-값 자료구조를 구현한 데이터 구조를 제공하며, 각각의 특징과 동작 방식은 언어 및 라이브러리마다 다를 수 있다. 일반적인 예로는 Python의 dict, JavaScript의 객체({}), Java의 HashMap 등이 있다.

3. 문제점

• 배열 크기의 문제

  key-value 구조는 사실상 배열로 되어있기 때문에 메모리 문제가 발생한다.

  • 1. key가 계속 추가가 될 때

    key가 계속 추가되어 배열 크기를 초과할 경우 재생성을 자주 해주어야만 하므로 성능이 저하된다.

    → NullPointerException 문제 때문.

  • 2. key가 계속 추가가 되지 않을 경우

    사용되지 않는 배열 공간은 그대로 낭비된다.