[MySQL] IN과 EXISTS의 차이

1. IN

서브쿼리의 결과를 모두 가져온 후, 메인 쿼리의 WHERE 절에서 결과 집합과 비교하는 방식이다.

서브쿼리의 결과에 NULL 이 포함되는 경우에는 결과가 의도와 다르게 동작할 수 있으므로 주의해야 한다.

 

아래는 IN 을 사용하여 작성한 쿼리의 예시이다.

SELECT *
FROM a
WHERE a.key IN (
    SELECT b.key
    FROM b
);

• b 테이블에 먼저 접근한다.
• b.key 를 IN 리스트에 나열한 후 a.key 에 공급한다.
• 즉, 이 쿼리에서 b 테이블은 공급자 역할을 수행한다.

 

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2. EXISTS

서브쿼리에서 조건을 만족하는 행이 존재하는지 여부를 확인하는 방식이다.

즉, 서브쿼리에서 결과 집합을 반환하는 것이 아니라, 서브쿼리에서 조건을 만족하는 행을 찾는 즉시 반환하는 것이다. 따라서 대량의 데이터 처리에서 더 효율적일 수 있다.

 

EXISTS 의 특징은 다음과 같다.

• 대량의 데이터 처리에서 더 효율적일 수 있다.
• NULL 값 문제를 피할 수 있다는 장점이 있다.
• EXISTS 뒤에 오는 SELECT 절에서 * 이나 1 대신 무엇을 넣어도 상관없다. 어차피 조건을 만족하는 행이 존재하는지 여부만 확인하기 때문이다.
• 서브쿼리에서 조건을 만족하는 행이 최소 하나가 있다면 바로 TRUE 로 판단한다.

 

아래는 EXISTS 를 사용하여 작성한 쿼리의 예시이다.

SELECT *
FROM a
WHERE EXISTS (
    SELECT 1
    FROM b
    WHERE b.key = a.key
);

• a 테이블에 먼저 접근한다.
• a 테이블의 각 행에 대하여 EXISTS 가 TRUE 인지 아닌지를 체크한다. 서브쿼리에서 조건을 만족하는 행이 존재한다면 EXISTS 는 TRUE 가 되고, 그렇지 않다면 EXISTS 는 FALSE 가 된다.
• 즉, 이 쿼리에서 b 테이블은 확인자 역할을 수행한다.

 

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3. IN과 EXISTS 비교

IN 과 EXISTS 의 공통점은 다음과 같다.

• IN 과 EXISTS 는 둘 다 WHERE 절에서 사용되며, 조건에 따라 데이터를 걸러내어 결과를 조회할 때 사용된다.

 

IN 과 EXISTS 의 차이점은 다음과 같다.

• IN 에서는 서브쿼리 → 메인 쿼리의 방향으로 진행된다. 반면 EXISTS 에서는 메인 쿼리 → 서브쿼리의 방향으로 진행된다.
• IN 은 값이 특정 목록에 존재하는지 확인하기 위한 방식이다. 반면 EXISTS 는 서브쿼리 조건을 만족하는 행이 존재하는지 확인하기 위한 방식이다.
• IN 은 작은 데이터 집합에 적합하다. 반면 EXISTS 는 큰 데이터 집합에 적합하다.
• IN 방식에서는 서브쿼리에 NULL 이 있는 경우 결과가 의도와 다를 수 있다. 반면 EXISTS 방식은 NULL 에 영향을 받지 않는다.
• IN 방식에서는 서브쿼리 결과를 가져와서 모두 비교한다. 반면 EXISTS 방식에서는 서브쿼리에서 조건을 만족하는 즉시 반환하므로 더 빠를 가능성이 있다.

 

따라서 서브쿼리 결과가 크거나 NULL 문제를 방지해야 하는 경우 EXISTS 방식이 적합하다.

 

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4. IN에서 서브쿼리 결과에 NULL이 포함되는 경우, 왜 문제가 되는가?

간단히 말하면, 서브쿼리 결과에 NULL 이 포함되는 경우, IN 조건은 NULL 로 평가될 수 있으며, 이로 인해 메인 쿼리의 결과에도 영향을 미칠 수 있다.

이는 WHERE ... IN (...) 이 내부적으로 조건을 OR 연산으로 풀어서 평가하기 때문이다.

• 예를 들어, car_id IN (1, NULL) 은 내부적으로 car_id = 1 OR car_id = NULL 로 평가된다.
• car_id = 1 → TRUE 또는 FALSE
• car_id = NULL → NULL
• 따라서 위의 IN 조건은 다음과 같이 평가된다.
  • TRUE OR NULL 인 경우 → TRUE
  • FALSE OR NULL 인 경우 → NULL
• 즉, 특정 상황에서는 NULL 이라는 결과로 인해 이후 과정에서 의도와 다른 결과가 나올 수 있다.

 

SQL의 WHERE 절은 조건이 TRUE 로 평가된 행만 결과에 포함하며, 조건이 FALSE 나 NULL 로 평가된 행은 결과에서 제외한다.

따라서 IN 조건의 결과가 NULL 로 나오는 경우로 인해 WHERE 절에서 의도와 다르게 일부 행이 제외될 수 있고, 경우에 따라 메인 쿼리의 결과에서 0개의 행이 반환될 수도 있다.

 

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5. NOT IN과 NOT EXISTS의 차이를 보여주는 예제

(1) 데이터 준비

CREATE TABLE car (car_id INT, car_name VARCHAR(50));

INSERT INTO car VALUES
(1, '세단'),
(2, 'SUV'),
(3, '트럭');

CREATE TABLE rental_history (history_id INT, car_id INT, start_date DATE, end_date DATE);

INSERT INTO rental_hisory VALUES
(1, 1, '2024-11-24', '2024-11-27'),
(2, NULL, '2024-12-07', '2024-12-16');

 

(2) NOT IN

NOT IN 을 사용한 쿼리이다.

SELECT *
FROM car
WHERE car_id NOT IN (
    SELECT car_id
    FROM rental_history
);

 

 

아래는 서브쿼리의 결과이다.

car_id
------
1
NULL

 

 

메인 쿼리의 WHERE 절 평가 과정은 다음과 같다.

• NOT IN 은 각 행에 대해 서브쿼리 결과와 비교한다.
• car_id = 1 행 : 1 NOT IN (1, NULL) → NOT (TRUE OR NULL) → NOT TRUE → FALSE (1이 서브쿼리에 존재) → 메인 쿼리 결과에서 제외
• car_id = 2 행 : 2 NOT IN (1, NULL) → NOT (FALSE OR NULL) → NOT NULL → NULL → 메인 쿼리 결과에서 제외
• car_id = 3 행 : 3 NOT IN (1, NULL) → NOT (FALSE OR NULL) → NOT NULL → NULL → 메인 쿼리 결과에서 제외

 

아래는 메인 쿼리의 결과이다. (결과 없음)

car_id | car_name
------ | --------

 

(3) NOT EXISTS

NOT EXISTS 를 사용한 쿼리이다.

SELECT *
FROM car c
WHERE NOT EXISTS (
    SELECT 1
    FROM rental_history h
    WHERE h.car_id = c.car_id
);

 

NOT EXISTS 는 메인 테이블의 각 행에 대해 서브쿼리 조건을 각각 평가한다.

• car_id = 1 행 : 서브쿼리 조건 TRUE (조건 만족하는 행이 존재함) → 메인 쿼리 결과에서 제외
• car_id = 2 행 : 서브쿼리 조건 FALSE (조건 만족하는 행이 존재하지 않음) → 메인 쿼리 결과에 포함
• car_id = 3 행 : 서브쿼리 조건 FALSE (조건 만족하는 행이 존재하지 않음) → 메인 쿼리 결과에 포함

 

아래는 메인 쿼리 결과이다. ( NOT IN 과 달리 결과가 나온다.)

car_id | car_name
------ | --------
2      | SUV
3      | 트럭

 

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6. 참고 자료

1. https://velog.io/@wogud9675/MySQL-NOT-IN-과-NOT-EXISTS의-차이점
2. https://inpa.tistory.com/entry/MYSQL-📚-서브쿼리-연산자-EXISTS-총정리-성능-비교

 

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7. MySQL 실습 코드

-- # 1. 실습 전 스키마 및 테이블 준비

CREATE SCHEMA study_in_exists DEFAULT CHARACTER SET utf8;

USE study_in_exists;

CREATE TABLE car (car_id INT, car_name VARCHAR(50));

INSERT INTO car VALUES
(1, '세단'),
(2, 'SUV'),
(3, '트럭');

SELECT * FROM car;

CREATE TABLE rental_history (history_id INT, car_id INT, start_date DATE, end_date DATE);

INSERT INTO rental_history VALUES
(1, 1, '2024-11-24', '2024-11-27'),
(2, NULL, '2024-12-07', '2024-12-16');

SELECT * FROM rental_history;

-- # 2. NOT IN 사용

SELECT *
FROM car
WHERE car_id NOT IN (
    SELECT car_id
    FROM rental_history
);

-- # 3. NOT EXISTS 사용

SELECT *
FROM car c
WHERE NOT EXISTS (
    SELECT 1
    FROM rental_history h
    WHERE h.car_id = c.car_id
);

-- # 4. 실습 후 테이블 및 스키마 지우기

drop table rental_history;
drop table car;

drop schema study_in_exists;

show databases;

 

(2024.12.31 화 작성)

(2025.02.12 수 수정 및 업로드)