[데이터베이스] 트랜잭션(Transaction)

트랜잭션

- 데이터베이스 상태를 변화시키는 하나의 논리적인 작업 단위를 구성하는 연산의 집합

- 하나의 트랜잭션은 Commit되거나 Rollback되어야한다.

 

1) Commit 연산

- 트랜잭션에 대한 작업이 성공적으로 끝났을 때 수행

- 트랜잭션이 행한 갱신 연산이 완료된 것을 트랜잭션 관리자에게 알려주는 연산

 

 

2) Rollback 연산

- 트랜잭션 처리가 비정상적으로 종료되었을 때 수행

- 트랜잭션의 원자성을 구현하기 위해 트랜잭션이 행한 모든 연산은 취소하는 연산

 

 

3) Lock과 트랜잭션

(1) Lock

- 여러 Connection에서 동시에 동일한 자원을 요청할 경우, 한 시점에 하나의 Connection만 변경할 수 있도록 해주는 역할

- 동시성 제어

 

(2) 트랜잭션

- 하나의 논리적인 작업 셋 자체가 100% 적용되거나 아무것도 적용되지 않아야함을 보장

- 데이터의 정합성을 보장

 

 

3) 트랜잭션의 특징(ACID)

(1) 원자성(Atomicity)

- 트랜잭션의 모든 연산은 정상적으로 수행 완료되거나 아니면 어떤 연산도 수행되지 않는 것을 보장

- All or nothing

- 회복

 

(2) 일관성(Consistency)

- 트랜잭션이 완료된 다음의 상태에서도 트랜잭션이 일어나기 전의 상황과 동일하게 데이터의 일관성을 보장

- 동시성 제어, 무결성 제약조건

 

(3) 독립성(Isolation)

- 하나의 트랜잭션이 실행되는 도중에 변경한 데이터는 트랜잭션이 완료될 때까지 다른 트랜잭션이 참조하지 못하는 것을 보장

- 동시성 제어

 

(4) 지속성(Durabiliy)

- 트랜잭션이 정상적으로 종료된 다음에는 영구적으로 데이터베이스에 작업의 결과가 저장되어야 함

- 회복

 

 

4) 트랜잭션의 상태

(1) 활동(Active)

- 트랜잭션이 연산을 실행 중인 상태

 

(2) 장애(Failed)

- 트랜잭션 실행에 오류가 발생해 중단된 상태

 

(3) 부분 완료(Partially Committed)

- 트랜잭션이 마지막 연산까지 수행하고 Commit 연산이 실행되기 직전의 상태

 

(4) 완료(Committed)

- 트랜잭션이 성공적으로 종료되어 Commit 연산을 실행한 후의 상태

 

(5) 철회(Aborted)

- 트랜잭션이 비정상적으로 종료되어 Rollback 연산을 수행한 상태

 

 

5) 트랜잭션 시 주의할 점

- 데이터베이스 Connection 개수가 제한적이기 때문에 트랜잭션의 범위를 최소화

- Conntection을 소유하는 시간이 길어질수록 사용가능한 Connection 수는 줄어듬

 

 

6) 교착상태

- 두 개 이상의 트랜잭션이 특정 자원의 잠금을 획득한 채 다른 트랜잭션이 소유하고 있는 잠금을 요구하여 아무리 기다려도 상황이 바뀌지 않는 상태

 

(1) 교착상태의 빈도를 낮추는 방법

- 트랜잭션을 자주 Commit

- 정해진 순서대로 테이블에 접근

- 읽기 잠금 획득 사용을 피함

- 테이블 단위의 잠금을 획득해 갱신을 직렬화(동시성이 떨어지지만 교착상태를 줄일 수 있음)

 

 

트랜잭션 격리 수준(Transaction Isolation Level)

- 트랜잭션에서 일관성 없는 데이터를 허용하도록 하는 수준

- 특정 트랜잭션이 다른 트랜잭션에서 변경한 데이터를 접근을 허용하는 수준

- 데이터베이스는 트랜잭션이 원자적이면서 독립적으로 수행되기 위해 Lock을 사용

- 무조건적인 Lock은 동시성을 제어하므로 데이터베이스의 성능을 떨어뜨리고, 반대로 Lock 범위를 줄인다면 데이터의 정합성을 보장하기 어려움

- 격리 수준이 높아질수록 비용이 높고 동시성이 떨어지지만, 데이터 무결성을 유지할 수 있음

- 최대 효율의 Lock 방법이 필요

 

 

1) Read Uncommitted(Level 0)

- 특정 트랜잭션의 변경 내용을 Commit과 Rollback에 상관없이 다른 트랜잭션이 접근 가능

- 트랜잭션이 처리 중인 혹은 아직 Commit 되지 않은 데이터를 다른 트랜잭션이 읽는 것을 허용하는 격리 수준

- 데이터의 일관성을 유지 할 수 없음

- Dirty Read, Non-Repeatable Read, Phantom Read 발생

 

 

2) Read Committed(Level 1)

- 특정 트랜잭션의 변경 내용이 Commit되어야만 다른 트랜잭션에서 접근 가능

- 트랜잭션이 수행되는 동안 다른 트랜잭션은 접근할 수 없어 대기

- Non-Repeatable Read, Phantom Read 발생

- Orable DB, SQl Server에서 Default로 사용하는 격리 수준

 

 

3) Repeatable Read(Level 2)

- 트랜잭션이 시작되기 전에 Commit된 내용에 대해서만 조회 가능(Undo 백업 영역에 저장됨)

- 다른 사용자는 그 영역에 해당하는 데이터에 대한 수정 불가능

- 트랜잭션이 범위 내에서 조회한 데이터의 내용이 항상 동일함을 보장

- Phantom Read 발생

- MySQL에서 Default로 사용하는 격리 수준

 

 

4) Serializable(Level 3)

- 가장 엄격한 격리 수준

- 다른 사용자는 그 영역에 해당하는 데이터에 대한 수정 및 입력 불가능

- 완벽한 읽기 일관성 모드 제공

 

 

트랜잭션 격리 수준에서 발생하는 현상

1) Dirty Read

- 유효하지 않은 데이터를 읽어들임

- Commit되지 않은 수정 중인 데이터를 다른 트랜잭션에서 읽을 수 있도록 허용할 때 발생

 

 

2) Non-Repeatable Read

- 한 트랜잭션에서 같은 Query를 두 번 수행할 때, 두 Query의 결과가 상이하게 나타나는 현상

- 특정 트랜잭션이 접근하고 있는 데이터를  다른 트랜잭션이 수정 또는 삭제하므로써 발생

 

 

3) Phantom Read

- 일정 범위의 레코드를 두 번이상 읽을 때, 이전에 없던 유령 레코드가 나타나는 현상

- 특정 트랜잭션이 작업 도중 다른 트랜잭션이 새로운 레코드를 삽입하는 것을 허용하기 때문에 발생

 

Isolation Level	Dirty Read	Non-Reapeatable Read	Phantom Read
Read Uncommitted	O	O	O
Read committed	-	O	O
Repeatable Read	-	-	O
Serializable	-	-	-