🌱 오늘의 주제 : 트랜잭션이란?
🌱 트랜잭션
- 트랜잭션은 작업의 완전성 을 보장해주는 것이다. 즉, 논리적인 작업 셋을 모두 완벽하게 처리하거나 또는 처리하지 못할 경우에는 원 상태로 복구해서 작업의 일부만 적용되는 현상이 발생하지 않게 만들어주는 기능이다. 사용자의 입장에서는 작업의 논리적 단위로 이해를 할 수 있고 시스템의 입장에서는 데이터들을 접근 또는 변경하는 프로그램의 단위가 된다.
트랜잭션과 Lock
잠금(Lock)과 트랜잭션은 서로 비슷한 개념 같지만 사실 잠금은 동시성을 제어하기 위한 기능이고 트랜잭션은 데이터의 정합성을 보장하기 위한 기능이다. 잠금은 여러 커넥션에서 동시에 동일한 자원을 요청할 경우 순서대로 한 시점에는 하나의 커넥션만 변경할 수 있게 해주는 역할을 한다. 여기서 자원은 레코드나 테이블을 말한다. 이와는 조금 다르게 트랜잭션은 꼭 여러 개의 변경 작업을 수행하는 쿼리가 조합되었을 때만 의미있는 개념은 아니다. 트랜잭션은 하나의 논리적인 작업 셋 중 하나의 쿼리가 있든 두 개 이상의 쿼리가 있든 관계없이 논리적인 작업 셋 자체가 100% 적용되거나 아무것도 적용되지 않아야 함을 보장하는 것이다. 예를 들면 HW 에러 또는 SW 에러와 같은 문제로 인해 작업에 실패가 있을 경우, 특별한 대책이 필요하게 되는데 이러한 문제를 해결하는 것이다.
트랜잭션의 특성
트랜잭션은 어떠한 특성을 만족해야할까? Transaction 은 다음의 ACID 라는 4 가지 특성을 만족해야 한다.
원자성(Atomicity)
만약 트랜잭션 중간에 어떠한 문제가 발생한다면 트랜잭션에 해당하는 어떠한 작업 내용도 수행되어서는 안되며 아무런 문제가 발생되지 않았을 경우에만 모든 작업이 수행되어야 한다.
일관성(Consistency)
트랜잭션이 완료된 다음의 상태에서도 트랜잭션이 일어나기 전의 상황과 동일하게 데이터의 일관성을 보장해야 한다.
고립성/격리성(Isolation)
각각의 트랜잭션은 서로 간섭없이 독립적으로 수행되어야 한다.
지속성(Durability)
트랜잭션이 정상적으로 종료된 다음에는 영구적으로 데이터베이스에 작업의 결과가 저장되어야 한다.
🌱 원자성
- 원자성(atomicity)은 트랜잭션과 관련된 일이 모두 수행되었거나 되지 않았거나를 보장하는 특징이다.
- 예) 트랜잭션을 커밋했는데, 문제가 발생하여 롤백하는 경우 그 이후에 모두 수행되지 않음을 보장하는 것이다.
- 커밋(commint)은 여러 쿼리가 성공적으로 처리되었다고 확정하는 명령어
- 롤백(rollback)은 하나의 묶음 과정을 일어나기 전으로 돌리는 일(취소)을 말한다.
- 트랜잭션 전파는 메서드의 호출을 하나의 트랜잭션에 묶이도록 하는 것이다. @Transactional 애너테이션
🌱 일관성(consistency)과 격리성(isolation)
- 일관성은 허용된 방식으로만 데이터를 변경해야 하는 것을 말한다.
- 격리성은 트랜잭션 수행 시 서로 끼어들지 못하도록 것을 말한다.
- 격리성은 여러 개의 격리 수준으로 나뉘어 격리성을 보장한다.
- 격리 수준에 따라 발생하는 현상은 팬텀 리드, 반복 가능하지 않은 조회, 더티 리드가 있다.
🌱 지속성(durability)
- 지속성은 성공적으로 수행된 트랜잭션은 영원히 반영되어야 하는 것을 의미한다.
- 데이터베이스의 시스템 장애가 발생해도 원래 상태로 복구하는 회복 기능이 있어야 함을 뜻한다.
🌱 트랜잭션을 사용할 때 주의할 점
트랜잭션은 꼭 필요한 최소의 코드에만 적용하는 것이 좋다. 즉 트랜잭션의 범위를 최소화하라는 의미다. 일반적으로 데이터베이스 커넥션은 개수가 제한적이다. 그런데 각 단위 프로그램이 커넥션을 소유하는 시간이 길어진다면 사용 가능한 여유 커넥션의 개수는 줄어들게 된다. 그러다 어느 순간에는 각 단위 프로그램에서 커넥션을 가져가기 위해 기다려야 하는 상황이 발생할 수도 있는 것이다.
교착상태
교착상태란 무엇인가
복수의 트랜잭션을 사용하다보면 교착상태가 일어날수 있다. 교착상태란 두 개 이상의 트랜잭션이 특정 자원(테이블 또는 행)의 잠금(Lock)을 획득한 채 다른 트랜잭션이 소유하고 있는 잠금을 요구하면 아무리 기다려도 상황이 바뀌지 않는 상태가 되는데, 이를 교착상태라고 한다.
교착상태의 예(MySQL)
MySQL MVCC에 따른 특성 때문에 트랜잭션에서 갱신 연산(Insert, Update, Delete)를 실행하면 잠금을 획득한다. (기본은 행에 대한 잠금)
교착 상태의 빈도를 낮추는 방법
- 트랜잭션을 자주 커밋한다.
- 정해진 순서로 테이블에 접근한다. 위에서 트랜잭션 1 이 테이블 B -> A 의 순으로 접근했고, 트랜잭션 2 는 테이블 A -> B의 순으로 접근했다. 트랜잭션들이 동일한 테이블 순으로 접근하게 한다.
- 읽기 잠금 획득 (SELECT ~ FOR UPDATE)의 사용을 피한다.
- 한 테이블의 복수 행을 복수의 연결에서 순서 없이 갱신하면 교착상태가 발생하기 쉽다, 이 경우에는 테이블 단위의 잠금을 획득해 갱신을 직렬화 하면 동시성은 떨어지지만 교착상태를 회피할 수 있다.
🌱 무결성
- 무결성이란 데이터의 정확성, 일관성, 유효성을 유지하는 것을 말한다.
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