Transaction(트랜잭션)

transaction?

• 데이터베이스 내에서 하나의 그룹으로 처리해야 하는 명령문들을 모아 놓은 작업 단위
• 여러 개의 SQL 명령문들을 하나의 논리적인 작업 단위로 처리하는데 이를 트랜잭션이라고 함
• 그러니까 어떤 하나의 개념급의 일을 처리하는 일련의 과정이 하나로 묶여 수행되야 하는 것

트랜잭션은 ACID 특성을 따라야 한다.

• Atomicity(원자성): 여러 개의 명령어 집합(트랜잭션)이 정상적으로 처리되면 종료하고 하나라도 문제가 발생하면 전체를 취소
• Consistency(일관성): 어떤 트랜잭션이 수행되기 전에 데이터베이스가 일관된 상태를 가졌다면 트랜잭션이 수행된 후에 데이터베이스는 또 다른 일관된 상태를 가짐
• Isolation (격리성, 고립성): 수행 중인 트랜잭션에 다른 트랜잭션이 끼어들어 변경 중인 데이터 값을 훼손하지 못해야 함
• Durability (지속성): 수행을 성공적으로 완료한 트랜잭션은 변경한 데이터를 영구히 저장해야 함

 

트랜잭션을 제어하기 위한 명령어

트랜잭션은 데이터를 변경하는 DML문이 실행됨과 동시에 진행이 된다.

이 작업이 성공적으로 처리되도록 하는 명령어는 COMMIT이고 작업을 취소하는 명령어는 ROLLBACK이다

즉 트랜잭션은 COMMIT혹은 ROLLBACK 명령 이후 부터 새로운 COMMIT혹은 ROLLBACK 명령을 실행하는 시점까지의 모든 DML 명령들이다.

• COMMIT
  • 트랜잭션(INSERT, UPDATE, DELETE) 작업 내용을 실제 DB에 저장
  • 데이터가 완전히 변경됨
• ROLLBACK
  • 트랜잭션(INSERT, UPDATE, DELETE) 작업내용을 취소
  • 이전 COMMIT한 곳 까지만 복구

데이터베이스 사용자가 COMMIT이나 ROLLBACK 명령어를 명시적으로 수행시키지 않더라도, 자동적으로 COMMIT 혹은ROLLBACK이 되는 경우(auto commit)

• DDL과 DCL 명령문 실행 후 자동 COMMIT
• 정전이 발생했거나 컴퓨터 Down시 자동 ROLLBACK

 

SAVEPOINT

• 트랜잭션의 중간 지점에 수정 내용을 반영하는 포인트를 만들 수 있으며, 이를 SAVEPOINT라고 함
• 트랜잭션이 잘못되어 처음부터 다시 실행해야 할 경우 트랜잭션의 처음이 아니라 SAVEPOINT까지 되돌아가면 트랜잭션 전체가 ROLLBACK되는 것을 막을 수 있다.
• SAVEPOINT는 트랜잭션안에 여러 개 만들 수 있다.

 

 

동시성 제어

여러 개의 트랜잭션이 동시에 수행되면서 같은 데이터에 접근하여 연산을 실행하더라도, 문제가 발생하지 않고 정확한 수행 결과를 얻을 수 있도록 수행을 제어하는 방법(OS의 Critical Section을 다루는 세마포어와 같은 느낌)

	트랜잭션1	트랜잭션2	발생문제	동시접근
1	읽기	읽기	문제없음	허용
2	읽기	쓰기	오손 읽기, 반복불가능 읽기, 유령데이터 읽기	허용 혹은 불가 선택
3	쓰기	쓰기	갱신손실	허용불가(LOCK 이용)

 

갱신 손실: 2개의 트랜잭션이 1개의 데이터를 동시에 갱신할 때 발생

=> 공유 데이터를 동시에 접근하지 못하게 해야 함

=> LOCK을 이용해서 자원 접근을 제한하고 해제해서 갱신 손실을 방지

 

LOCK

• 공유 LOCK(LS): 트랜잭션이 읽기를 할 때 사용(select)
• 배타 LOCK(LX): 트랜잭션이 읽고 쓰기를 할 때 사용(insert, update, delete)
• 데이터에 Lock이 걸려 있지 않으면 트랜잭션은 데이터에 Lock을 걸 수 있다.
• 트랜잭션이 데이터X를 읽기만 할 경우 LS(X)를 요청하고, 읽고 쓰기를 할 경우 LX(X)를 요청한다.
• 다른 트랜잭션이 데이터에 LS(X)을 걸어둔 경우, LS(X)의 요청은 허용하고 LX(X)는 허용하지 않는다.
• 다른 트랜잭션이 데이터에 LX(X)을 걸어둔 경우, LS(X)와 LX(X) 모두 허용하지 않는다.
• 트랜잭션이 Lock을 허용받지 못하면 대기상태가 된다.

2단계 Locking(2 phase locking)

Lock을 걸고 해제하는시점에 제한을 두지 않으면 두 개의 트랜잭션이 동시에 실행될 때 데이터의 일관성이 깨질 수 있어 이를 방지하는 방법

• 확장단계: 트랜잭션이 필요한 Lock을 획득하는 단계로, 이 단계에서는 이미 획득한 Lock을 해제하지 않음
• 수축단계: 트랜잭션이 lock을 해제하는 단계로, 이 단계에서는 새로운 Lock을 획득하지 않음

2단계Locking 기법을 사용하면 데이터의 일관성을 유지할 수 있지만 데드락이 발생할 가능성이 있다.

 

Lock 단위

Lock 단위가 클 때 동시성 수준이 낮아지지만, 동시성 제어 기법은 간단해짐.

Lock 단위가 작을 때 동시성 수준은 높아지지만, Lock 수가 많아져서 동시성 제어 기법이 복잡해짐

• Row-level Lock
  • 어떤 사용자가 실행하고 있는 DML문에 의해 변경이 진행중인 행에는 Row-level Lock이 발생
  • Row-level Lock은 변경이 진행중인 행이 완료될 때까지 보호됨
• Table-level Lock
  • 변경중인 데이터가 테이블 전체인 경우에 Table-level Lock 발생
  • 한 트랜잭션이 Row-level Lock을 얻는 순간, 해당 테이블에 대한Table-level Lock도 동시에 얻음(예:DDL 오퍼레이션 불가능, 테이블 전체에 대한 변경문 불가능)

 

트랜잭션 고립수준(isolation level)

트랜잭션의 고립 수준은, Lock을 강하게 오래 유지할수록 강화되고, Lock을 최소화할수록 약화된다. 즉 트랜잭션의 고립 수준이 높을수록 동시성 정도는 낮아진다.

• Read Uncommitted (Level=0)
  • 트랜잭션이 처리중인 아직 커밋되지 않은 데이터를 다른 트랜잭션이 읽는것을 허용
  • SELECT 질의의 대상이 되는 테이블에 대해서 Lock을 설정하지 않은것과 같다.
  • 문제점: 오손읽기, 반복 불가능 읽기, 유령 데이터 읽기
  • SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
• Read Committed (Level=1)
  • 트랜잭션이 커밋되어 확정된 데이터만 다른 트랜잭션이 읽도록 허용
  • 문제점: 반복불가능읽기, 유령데이터읽기
  • SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
• Repeatable Read (Level=2)
  • 자신의 데이터에 설정된 공유락(LS)과 배타락(LX)을 트랜잭션이 종료할 때까지 유지하여, 다른 트랜잭션이 자신의 데이터를 갱신할 수 없도록 함
  • 문제점: 유령데이터읽기
  • SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ
• Serializable (Level=3)
  • 고립수준이 가장 높은 명령어로, 실행중인 트랜잭션은 다른 트랜잭션으로부터 완벽하게 분리된다.
  • SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE

 

• 오손 읽기 (dirty read)
  • 다른 트랜잭션에 의해 수정되었지만 아직 commit되지 않은 데이터를 읽는 것
  • 변경 후 아직 commit되지 않은 값을 읽었는데, 변경을 가한 트랜잭션이 최종적으로 rollback된다면 그 값을 읽은 트랜잭션은 비일관상태에 놓이게 된다.
• 반복 불가능 읽기(non-repeatable read)
  • 한 트랜잭션 내에서 같은 읽기 작업을 2번 수행했는데, 그 사이에 다른 트랜잭션이 값을 수정(update, delete)하는 바람에2개의 읽기 결과가 다르게 나타나는 현상
• 유령 데이터 읽기(phantom read)
  • 한 트랜잭션 내에서 같은 읽기작업을 2번 수행했는데, 그 사이에 다른 트랜잭션이 값을 삽입(insert)하는 바람에 이전에 없던 데이터(유령데 이터)가 나타나는 현상