[Database] Transaction(트랜잭션), ACID. SAVEPOINT?

목차
 트랜잭션이란?
 트랜잭션 연산 
 트랜잭션 상태
 트랜잭션의 특징(ACID)
 SAVEPOINT

 

트랜잭션(Transaction)이란?

  DB는 흔히 트랜잭션 단위로 처리된다고 한다. 트랜잭션은 하나의 작업을 수행하기 위한 논리적인 작업의 단위이다. 주의할 것은 트랜잭션은 질의어(SELECT, INSERT, UPDATE, DELTE)의 단위가 아니라는 점이다. 예를 들어, 사용자가 게시판에 글을 쓰고(INSERT), 그 후에 해당 글을 다시 조회(SELECT)하는 하나의 작업이 있다고 가정하자. 트랜잭션은 작업의 단위이므로 쓰는 행위와 조회 행위를 모두 포함한 것이 된다.

 트랜잭션 단위로 묶여진 연산은 전부 실행되던지, 아무것도 실행되지 않아야 한다. 이것이 바로 DB에서 말하는 'All or Nothing'의 의미이다.

 

 트랜잭션 연산

• Commit 연산 

    트랜잭션에 대한 작업이 성공적으로 끝났음을 알리는 연산

 

 

• Rollback 연산

   트랜잭션 처리가 비정상적으로 종료되어, 트랜잭션의 일부가 정상적으로 처리되었더라도 트랜잭션의 원자성을 구현하기 위하여 모든 연산을 취소(Undo)하는 연산. Rollback시, 해당 트랜잭션을 재시작하거나 폐기한다.

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 트랜잭션 상태

 

트랜잭션 상태를 이미지로 나타냄

 

• 활동 : 트랜잭션이 실행 중.
• 실패 : 트랜잭션 실행에 오류가 발생하여 중단되어진 상태.
• 철회 : 트랜잭션이 비정상적으로 종료되어 Rollback연산 수행한 상태.
• 부분완료 : 트랜잭션의 마지막 연산까지 실행되었지만, Commit 연산 실행 전의 상태.
• 완료 : 트랜잭션이 성공적으로 종료되어, Commit 연산이 수행되어진 상태.

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트랜잭션 특징(ACID)

트랜잭션의 원자성, 일관성, ... 실무 전에는 뜬구름잡기 같았던 개념들이 이제야 조금 명확해진다.

 

1. Atomicity(원자성)

 All or Nothing. 트랜잭션은 모두 성공하던지, 아니면 아무것도 실행되지 않아야한다.

원자처럼 작업이 하나의 덩어리를 이루고 있다고 생각하면 된다. 예를 들어, 내가 친구에게 돈을 10,000원 송금한다고 하자. 내가 금액을 송금하면서 계좌에서 10,000원이 차감되고, 친구는 돈을 받음으로써 계좌에서 10,000원이 증액되어야한다. 둘 중 하나만 처리된다면 원자성을 위배한 것이다.

 

2. Consistency(일관성)

 트랜잭션을 수행하고 난 뒤에도 기존 데이터 베이스의 제약 조건이나 도메인의 유효범위를 위배하지 않는 등, '데이터 베이스의 정상적인 상태를 유지'해야한다. 만약 어떤 테이블의 컬럼에 무결성 제약조건이 걸려있는데, 이를 무시하고 트랜잭션이 수행될 수 없다. 

 

3. Isolation(고립성)

 하나의 트랜잭션이 수행하고 있는 동안에는, 다른 트랜잭션은 접근할 수 없다. 트랜잭션 4개가 거의 동시에 수행되더라도 그 안에서의 순서는 분명하여야한다. 다른 트랜잭션이 수행중일때에는 lock이 걸리며 중간결과를 접근할 수 없으며, 대기중이어야 한다. 

 

4. Durabilty(영속/지속성)

 Commit 연산 되어진 트랜잭션은 데이터베이스에 영구적으로 보존된다. 

 

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트랜잭션의 고립성, 즉 격리성에 대해 좀 더 자세히 알아보자

트랜잭션의 고립성이란, 하나의 트랜잭션이 수행하는 동안 다른 트랜잭션이 접근할 수 없다는 것이다.

동시성을 높이기 위하여 트랜잭션을 병렬처리하면 데이터의 무결성이 깨질 수 있으나, 고립성을 보장하기 위하여 트랜잭션을 순차적으로 실행한다면 동시성 처리 이슈가 발생할 수 있다.

 

이와 관련한 문제점은 크게 3가지로 분류될 수 있다.

Dirty Read
   다른 트랜잭션에 의해 수정됐지만 아직 커밋되지 않은 데이터를 읽는 것.
예) A트랜잭션이 데이터에 접근하여 해당 값을 1에서 2로 변경하였다. 그리고 아직 Commit은 하지 않았다. 이 때, B트랜잭션이 해당 데이터를 읽으면 두번째 트랜잭션이 읽은 값은ㅡCommit을 하지 않았음에도ㅡ2가 된다. B트랜잭션은 2를 가지고 본인의 로직을 처리한다. 데이터가 꼬일 것.

Non-Repeatable Read
  한 트랜잭션 내에서 같은 key를 가진 Row를 두 번 읽었는데, 그 사이에 값이 변경되거나 삭제될 때의 문제.
예) A트랜잭션이 데이터를 읽고 있다. 이때, B트랜잭션이 데이터에 접근하여 해당 값을 변경/삭제한 뒤 Commit한다. 이때 A트랜잭션이 다시 해당 데이터를 읽으면, B가 변경/삭제한 데이터를 찾게 된다.

Phantom Read
  한 트랜잭션 내에서 같은 쿼리를 두 번 수행했는데, 첫 번째 쿼리에서 없던 유령 레코드가 두 번째 쿼리에서 나타남.
Non-Repeatable Read과 헷갈릴 수 있다. Non~은 1개의 Row데이터 값이 변경되는 것이고, Phanton은 다 건을 요청하는 것에 대해 데이터 값이 변경되는 것이다.
예) A트랜잭션 중, 첫 번째 쿼리에서 특정 조건으로 데이터를 검색하여 결과를 얻어냈다. 이 때, B트랜잭션이 접근하여 해당 조건의 데이터 일부를 삭제/추가했을때 A트랜잭션이 두번째 쿼리를 조회하면 B트랜잭션이 삭제/추가한 데이터가 함께 조회/누락된다. 

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SAVE POINT란?

보통 Rollback을 하면, INSERT UPDATE, DELETE 등 작업 전체가 취소된다. 그런데 이때, 전체가 아닌 특정 부분에서 트랜잭션을 취소시킬 수 있다. 즉, SAVEPOINT를 쓰면 하나의 커다란 트랜잭션을 작게 분리할 수 있다. SAVEPOINT는 여러개의 SQL문을 수행하는 경우, 사용자가 트랜잭션 중간 단계에서 SAVEPOINT를 지정할 수 있다. 

 

 

1)
SQL 1 수행
COMMIT

2)
SQL 2 수행
SAVEPOINT 1 설정

3)
SQL 3 수행
SAVEPOINT 2 설정

4)
SQL 4 수행

 

SQL1;
COMMIT;
SQL2;
SAVEPOINT 1;
SQL3;
SAVEPOINT 2;
SQL4;
ROLLBACK TO 2; --SQL4 수행 전으로 돌아간다.
ROLLBACK TO 1; --SQL3 수행 전으로 돌아간다.
ROLLBACK; --SQL2 수행 전으로 돌아간다. 최종적으로 SQL1만 COMMIT 연산 된 상태.