[DB] GIN / GiST / Hash / BRIN: 비-B-tree 인덱스

GIN, GiST, SP-GiST, BRIN, Hash index, pg_trgm, JSONB 인덱스, full-text index

정의

B-tree 외 PostgreSQL 의 특수 인덱스 들. 자세한 B-tree 는 btree-indexing 참고.

인덱스	적합
B-tree	= < > BETWEEN ORDER BY (default)
Hash	= 만
GIN	다값 (배열, JSONB, full-text)
GiST	공간, 범위, 유사도
SP-GiST	공간 partitioning (Quadtree, kd-tree)
BRIN	큰 시계열, 잘 정렬된 데이터
Bloom	다컬럼 동등성 (확률)

GIN (Generalized Inverted Index)

하나의 컬럼이 여러 값 인 경우 (배열, JSONB, tsvector).

CREATE INDEX idx_tags ON posts USING gin(tags);
SELECT * FROM posts WHERE tags @> ARRAY['ruby', 'rails'];   -- 빠름

CREATE INDEX idx_jsonb ON events USING gin(payload jsonb_path_ops);
SELECT * FROM events WHERE payload @> '{"type": "click"}';

CREATE INDEX idx_fts ON articles USING gin(to_tsvector('english', body));
SELECT * FROM articles WHERE to_tsvector('english', body) @@ to_tsquery('postgres');

flowchart LR
    Doc1["doc 1: [a, b, c]"] --> Inv["a → [doc1, doc3]<br/>b → [doc1, doc2]<br/>c → [doc1]"]
    Doc2["doc 2: [b, d]"]
    Doc3["doc 3: [a, e]"]
    Inv --> Q["query: contains 'a' → [doc1, doc3]"]

GiST (Generalized Search Tree)

tree 구조의 일반화. 공간 + 범위 + 유사도 검색.

-- PostGIS 공간
CREATE INDEX idx_geom ON places USING gist(geom);
SELECT * FROM places WHERE ST_DWithin(geom, ST_Point(-122, 37), 1000);

-- 범위 타입
CREATE INDEX idx_range ON bookings USING gist(during);
SELECT * FROM bookings WHERE during && '[2026-06-25, 2026-06-26)'::tsrange;

-- pg_trgm 유사도
CREATE EXTENSION pg_trgm;
CREATE INDEX idx_name_trgm ON users USING gist(name gist_trgm_ops);
SELECT * FROM users WHERE name % 'koa';   -- 유사 매치

BRIN (Block Range Index)

큰 테이블 + 물리 순서 ≈ 논리 순서 일 때. block 의 min/max 만 저장.

CREATE INDEX idx_created ON events USING brin(created_at);
SELECT * FROM events WHERE created_at >= '2026-06-25';

	B-tree	BRIN
크기	큼 (~ 10% of table)	작음 (~0.01%)
정밀도	정확	대략 (block range)
적합	일반	시계열, append-only

Hash Index

CREATE INDEX idx_email_hash ON users USING hash(email);
SELECT * FROM users WHERE email = 'koa@x.com';   -- 빠름
SELECT * FROM users WHERE email LIKE 'koa%';     -- 사용 안 됨

• = 검색만. range 불가.
• PostgreSQL 10+ 부터 WAL 지원 (이전엔 replication 안 됨).
• B-tree 가 거의 항상 더 좋음. 극히 큰 컬럼 의 = 만 검색 일 때 약간 우위.

SP-GiST

-- IP 주소 등 partitioning 자연
CREATE INDEX idx_ip ON logs USING spgist(client_ip);

Quadtree, kd-tree, radix tree 를 generic 으로 구현. 비균등 분포 데이터에 강함.

Bloom Index

CREATE EXTENSION bloom;
CREATE INDEX idx_multi ON events USING bloom(user_id, type, source)
  WITH (length = 80, col1 = 4, col2 = 4, col3 = 4);

SELECT * FROM events WHERE user_id = 42 AND type = 'click';

• 다컬럼 동등성.
• 확률적: false positive 가능 (PG 가 재검증).
• 모든 컬럼 동시 조회 에서 큰 B-tree 다수 대신.

인덱스 선택 매트릭스

flowchart TD
    Q1{쿼리 유형?}
    Q1 -->|"= < > BETWEEN ORDER BY"| Btree[B-tree]
    Q1 -->|"="| Hash[B-tree 또는 Hash]
    Q1 -->|배열 / JSONB / FTS| GIN[GIN]
    Q1 -->|공간 / 범위 / 유사도| GiST[GiST]
    Q1 -->|시계열 큼 + 정렬| BRIN[BRIN]
    Q1 -->|다컬럼 = AND| Bloom[Bloom 또는 B-tree composite]
    Q1 -->|IP / 비균등| SPGist[SP-GiST]

인덱스 크기 비교 (1억 row)

1억 row, 인덱스 종류별 크기 (직관)

BRIN 이 압도적으로 작음. GIN 은 다값이라 크다.

흔한 함정

관련 위키

• btree-indexing (default)
• postgresql
• query-explain-plan
• Redis Vector Search (벡터 인덱스 대안)