260215 LiteDB 성능체크 Unity 환경

⚡ 260215 LiteDB 성능 체크 - Unity 환경

🧭 1. LiteDB 개요

LiteDB는 .NET 기반의 임베디드 NoSQL 문서 데이터베이스로, 단일 파일(*.db)에 데이터를 저장한다. MongoDB와 유사한 API를 제공하며, 서버 설치 없이 DLL 하나로 동작한다.

💡 참고: LiteDB 공식 문서

📌 2. 대상 환경

⚠️ 2.1 IL2CPP 호환성 주의사항

IL2CPP 환경에서 LiteDB를 사용할 때 다음 이슈에 주의해야 한다:

💡 참고: LiteDB IL2CPP Mutex 이슈, IL2CPP 크래시 이슈

🗄️ 2.2 IL2CPP 대안: UltraLiteDB

LiteDB 4.0 기반의 경량 포크로, IL2CPP AOT 환경에 최적화되어 있다:

• LINQ, 동적 코드 생성 제거
• 단일 스레드 전용 (Unity에 적합)
• 단순 Key-Value 저장소 수준으로 기능 축소
• 쿼리/인덱스가 최상위 필드에만 제한

💡 참고: UltraLiteDB GitHub

🏗️ 3. 데이터 스키마 분석

🎮 3.1 MyMesh 테이블

MyMesh
├── id             : long (auto increment)     ~8 bytes
├── modelItemUid   : char[64]                  ~64 bytes
├── vertexList     : float[]                   가변
├── indexList      : int[]                     가변
└── triangleIndexList : int[]                  가변

문서 크기 추정 (메시 복잡도별):

💡 산출 근거: vertexList는 x,y,z 3개 float(12bytes) × 정점 수, indexList는 int(4bytes) × 정점 수, triangleIndexList는 int(4bytes) × (정점 수 × 3, 삼각형 인덱스)

핵심 제약:

• BSON 직렬화 시 배열 메타데이터(타입, 길이) 오버헤드 추가 → 실제 크기는 원본 대비 10~20% 증가
• 문서 크기 16MB 제한이므로 초대형 메시는 분할 저장 필요
• float[], int[]는 BSON BsonArray로 직렬화되며, 개별 요소마다 타입 바이트가 추가됨

🔹 3.2 MyProp 테이블

MyProp
├── id             : long (auto increment)     ~8 bytes
├── modelItemUid   : char[64]                  ~64 bytes
├── name           : str[64]                   ~64 bytes
└── value          : str[64]                   ~64 bytes

문서 크기 추정: ~200 bytes (BSON 메타데이터 포함)

🔹 3.3 데이터 규모 요약

⚠️ 경고: MyMesh 테이블은 메시 복잡도에 따라 DB 파일 크기가 수 GB~수십 GB에 달할 수 있다. LiteDB는 이 규모에서 성능 저하가 상당히 심각할 수 있다.

⚡ 4. 성능 벤치마크 분석

⚡ 4.1 기준 벤치마크 (LiteDB v3, 5,000건 기준)

LiteDB 공식 벤치마크 결과:

💡 참고: LiteDB-Perf GitHub

⚡ 4.2 대상 데이터에 대한 예상 성능

▫️ MyProp 테이블 (경량 문서, ~200 bytes)

🎮 MyMesh 테이블 (대용량 문서, ~28 KB 중형 기준)

💡 산출 근거: 공식 벤치마크(5,000건, 소형 문서)를 기반으로, 문서 크기 증가에 따른 BSON 직렬화/역직렬화 비용과 디스크 I/O 증가를 반영한 추정치이다. 실제 성능은 디스크 속도(SSD vs HDD), 메모리, 인덱스 구성에 따라 크게 달라진다.

🔹 4.3 인덱스 쿼리 상세

LiteDB의 인덱스는 Skip List 기반이다:

1,000,000건 기준 → 약 20 step으로 문서 탐색 (O(log n))
  500,000건 기준 → 약 19 step으로 문서 탐색

💡 중요: LiteDB는 쿼리당 인덱스 1개만 사용한다. 복합 조건 쿼리에서도 하나의 인덱스만 활용되고, 나머지 조건은 필터링(풀스캔)으로 처리된다.

💡 참고: LiteDB 인덱스 문서, 쿼리 인덱스 제한 이슈

⚡ 5. 연결 모드별 성능

// Unity 환경 권장 연결 설정
var db = new LiteDatabase("Filename=mydata.db;Connection=direct");

💡 참고: LiteDB Connection String 문서

🚀 6. 최적화 권장사항

⚠️ 6.1 InsertBulk 사용 시 주의점

// 나쁜 예 - IEnumerable (Lazy) 전달 → 57.7초/10,000건
col.InsertBulk(GetDocumentsLazy());

// 좋은 예 - List (Materialized) 전달 → 4.3초/10,000건
col.InsertBulk(GetDocuments().ToList());

💡 13배 성능 차이 발생. InsertBulk에는 반드시 미리 평가된(materialized) 컬렉션을 전달해야 한다.

💡 참고: InsertBulk IEnumerable vs List 이슈

🔹 6.2 인덱스 전략

// modelItemUid에 인덱스 생성 (필수)
col.EnsureIndex(x => x.ModelItemUid);

// MyProp의 name 필드에 인덱스 생성
propCol.EnsureIndex(x => x.Name);

• modelItemUid는 양쪽 테이블 모두에서 반드시 인덱스 생성 필요
• 인덱스는 Insert 성능을 다소 저하시키지만, Query 성능을 극적으로 향상시킴
• 인덱스 값은 BSON 1024 bytes 이내여야 함 (char[64]는 충분)

🎮 6.3 MyMesh 대용량 배열 처리

MyMesh의 float[], int[] 배열은 BSON 직렬화 시 상당한 오버헤드가 발생한다:

💡 권장: byte[] 변환 방식이 성능과 편의성의 균형이 가장 좋다.

// float[] → byte[] 변환으로 BSON 오버헤드 감소
public byte[] VertexData { get; set; }

// 변환 유틸
byte[] FloatsToBytes(float[] arr) =>
    MemoryMarshal.AsBytes(arr.AsSpan()).ToArray();
float[] BytesToFloats(byte[] bytes) =>
    MemoryMarshal.Cast<byte, float>(bytes.AsSpan()).ToArray();

⚖️ 7. LiteDB vs SQLite 비교

💡 참고: LiteDB vs SQLite 비교, SoloDB vs LiteDB

🔍 8. 종합 평가

🔹 8.1 시나리오별 판정

🔹 8.2 최종 권장사항

1. MyProp 테이블: LiteDB 사용 적합. modelItemUid와 name에 인덱스를 생성하면 50만건에서도 밀리초 수준의 쿼리 응답 가능.

2. MyMesh 테이블: 메시 데이터의 크기에 따라 크게 달라짐.
   • 소형 메시(~3KB): LiteDB로 가능하나 bulk 작업에 수 분 소요
   • 중형 이상: SQLite 또는 별도 바이너리 파일 저장을 강력히 권장. LiteDB의 BSON 직렬화 오버헤드와 단일 인덱스 제한이 병목이 됨.
3. IL2CPP 환경:
   • LiteDB v5 + Direct 모드로 Windows에서는 대체로 안정적
   • 문제 발생 시 UltraLiteDB를 대안으로 고려
   • link.xml에 LiteDB 어셈블리 보존 설정 추가 권장

4. 연결 모드: Unity 앱 특성상 반드시 Direct 모드 사용 (Shared 모드 대비 수 배 빠름)

5. InsertBulk 최적화: IEnumerable 대신 List<T>로 미리 평가하여 전달 (13배 성능 차이)

🔗 참고 자료

• LiteDB 공식 문서
• LiteDB GitHub
• LiteDB-Perf 벤치마크
• LiteDB 인덱스 문서
• LiteDB Connection String
• LiteDB 데이터 구조
• LiteDB FileStorage
• LiteDB v4→v5 쿼리 성능 이슈
• LiteDB v5.0.18 성능 저하 버그
• LiteDB 복합 쿼리 인덱스 제한
• InsertBulk IEnumerable vs List 성능
• LiteDB IL2CPP Shared Connection 이슈
• LiteDB IL2CPP ARM 크래시 이슈
• UltraLiteDB (Unity IL2CPP용)
• LiteDB vs SQLite 비교
• SoloDB vs LiteDB 성능 비교
• LiteDB And Unity 블로그
• UnityLiteDB