[CS공부 - 7회] 트랜잭션의 개념과 격리 수준

정의

트랜잭션(Transaction)은 데이터베이스의 상태를 변환시키는 하나의 논리적 기능을 수행하기 위한 작업의 단위 또는 한꺼번에 모두 수행되어야 할 일련의 연산들을 의미합니다.

 

// 트랜잭션 시작
BEGIN TRAN

//변경할 쿼리문
UPDATE tbl_admin
SET nickname = "babo"
WHERE no= 1;

//결과 확인해 본 후
select * from tbl_admin

//성공 처리
COMMIT TRAN
//실패 처리
ROLLBACK TRAN

 

이론공부만 하던 시절에는 와닿지 않았던 개념이었는데, 현업에서 사용하게 되어서 CS의 주제로 선정하게 되었다.

위의 쿼리문 처럼 변경을 시작하기 전에 " BEGIN TRAN "을 실행하고, 변경하는 쿼리문을 실행한다.

잘 변경되었나 확인해보고, 잘 못 변경되었다면 ROLLBACK, 잘 되었다면 COMMIT을 실행시킨다.

 

주요 목적

트랜잭션의 주요 목적은 데이터의 무결성과 일관성을 보장하는 것입니다. 여러 작업을 단일 트랜잭션으로 그룹화하여 트랜잭션 내의 모든 작업이 성공적으로 실행되거나 아무 것도 실행되지 않도록 할 수 있습니다.

 

트랜잭션은 신뢰할 수 있고 일관된 데이터 처리를 보장하는 ACID속성을 따릅니다. 트랜잭션은 원자성(Atomicity), 일관성(Consistency), 독립성(Isolation), 지속성(Durability)의 4가지 특징을 가집니다.

 

1. 원자성은 트랜잭션이 데이터베이스에 모두 반영되던가, 아니면 전혀 반영되지 않아야 한다는 것을 의미
2. 일관성은 트랜잭션의 작업 처리 결과가 항상 일관성이 있어야 한다는 것을 의미
3. 독립성은 둘 이상 트랜잭션이 동시 실행시, 어떤 트랜잭션이라도 다른 트랜잭션 연산에 끼어들 수 없다는 점을 의미
4. 지속성은 트랜잭션이 성공적으로 완료됬을 경우, 결과는 영구적으로 반영되어야 한다는 점

[ "트랜잭션에서 ACID 속성을 따른다"는 것은 원자성, 일관성, 독립성, 지속성을 최대한 지키려고 노력한다는 것을 의미"]

 

 

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트랜잭션의 격리 수준 4단

• 트랜잭션 격리수준(isolation level)이란 동시에 DB에 접근할 때, 그 접근을 어떻게 제외할지에 대한 설정
• 동시에 여러 트랜잭션이 처리될 때, 트랜잭션끼리 얼마나 서로 고립되어 있는지를 나타내는 것. 즉, 특정 트랙잭션이 다른 트랜잭션이 변경한 데이터를 볼 수 있도록 허용할지 말지를 결정하는 것.

 

격리 수준 종류

1. READ UNCOMMITED
2. READ COMMITED
3. REPEATABLE READ
4. SERIALIZABLE

- 격리 수준 증가할 수록 일관성은 증가하지만 동시성은 감소

- 일반적인 DB 서비스는 READ COMMITED 또는 REPEATABLE READ 중 하나를 선택.

   (oracle = READ COMMITED, mysql = REPEATABLE READ)

 

1. READ-UNCOMMITED

 

- 변경사항을 커밋하기 전에 다른 트랜잭션에서 조회할 수 있는 수준 (일반적으로 사용되지 않음)

- Dirty Read, Repeatable Read, Phantom Read 문제도 발생할 수 있음.

 

2. READ-COMMITED

 

- 어떤 트랜잭션의 변경내용이 커밋이 완료된 데이터만 다른 트랜잭션에서 조회 가능. 트랜잭션이 이루어지는동안 다른 사용자는 해당 데이터에 접근이 불가능.

- 커밋전에 조회가 됨으로 VALUE(값)의 오류가 발생할 수 있음

- 이 격리수준은 Oracle DBMS 에서 기본으로 사용하고 있으며, 대중적으로 가장 많이 선택되는 격리수준

- 결제 기능과 같은 금전적인 처리와 연결된 기능이라면 문제가 발생할 수 있음

-  ‘Dirty Read’ 문제는 해결, 'Non-Repeatable Read’와 ‘Phantom Read’ 문제는 발생할 수 있음.

 

3. REPETABLE READ

 

- 트랜잭션이 시작되기 전에 커밋된 내용에 대해서만 조회할 수 있는 격리수준. 트랜잭션이 완료될 때 까지 SELECT 쿼리가 사용되는 모든 데이터에 Shared Lock(공유 락)이 걸리는 계층. (VALUE의 오류가 발생할 수 없음)

- 원래 존재하지 않았던 컬럼이 조회될 수 있음 (Phantom Read)

- 대신 나머지 현상 사라짐

 

4. SERIALIZABLE

- 한 트랜잭션에서 사용하는 데이터를 다른 트랜잭션에서 절대 접근할 수 없음.

- 트랜잭션의 ACID 성질이 엄격하게 지켜지지만, 성능은 가장 떨어짐.

- 트랜잭션이 완료될때까지 SELECT 쿼리가 사용되는 모든 데이터에 Shared Lock(공유 락) 이 걸리는 계층

- 가장 엄격한 격리수준으로, 완벽한 읽기 일관성 모드를 제공한다.

- 다른 사용자는 트랜잭션 영역에 해당되는 데이터에 대한 수정 및 입력 불가능

 

 

격리수준에서 발생하는 문제

• Dirty Read: 이는 한 트랜잭션이 아직 커밋되지 않은 다른 트랜잭션의 변경 사항을 읽는 현상을 말합니다. 예를 들어, 한 트랜잭션이 데이터를 수정했지만 아직 커밋하지 않았는데, 다른 트랜잭션이 그 변경 사항을 읽는 경우를 말합니다. 이로 인해 데이터의 일관성이 깨질 수 있습니다.
• Non-Repeatable Read: 이는 한 트랜잭션이 동일한 데이터를 두 번 읽었을 때, 그 사이에 다른 트랜잭션이 해당 데이터를 수정하고 커밋하여 두 번째 읽기에서 다른 결과를 얻는 현상을 말합니다. 이로 인해 한 트랜잭션 내에서 데이터의 일관성이 깨질 수 있습니다.
• Phantom Read: 이는 한 트랜잭션이 동일한 쿼리를 두 번 실행했을 때, 그 사이에 다른 트랜잭션이 새로운 행을 삽입하거나 삭제하여 두 번째 쿼리의 결과 집합이 첫 번째와 다른 경우를 말합니다. 이로 인해 한 트랜잭션 내에서 쿼리 결과의 일관성이 깨질 수 있습니다.