[DB] RDB 트랜잭션 (feat. 트랜잭션 격리 수준)

💡 본 문서는 'RDB 트랜잭션'에 대해 정리해놓은 글입니다.
RDB는 관계가 중요하기에 일련의 과정 중 일부만 성공하면 안되기에 트랜잭션을 통해 관리합니다. 이러한 트랜잭션의 특성 및 격리성에 따른 문제점 등을 다루며 실제 트랜잭션을 활용함에 도움될만한 정보를 정리하였으니 참고 부탁드립니다.

1. 트랜잭션

1.1 트랜잭션이란?

RDB는 관계가 중요하기에 일련의 과정 중 일부만 성공하면 안되기에 모두 적용(Commit)되거나 모두 취소(Rollback)되어야 합니다. 따라서 여러 과정을 하나의 묶음인 '트렌잭션'이라는 단위를 통해 관리하여 데이터의 정합성을 보장합니다. 이에 문제가 생길 경우 데이터의 부정합이 생길 수 있으며, 트렌젝션의 스케줄 관리를 잘 못하면 데드락에 빠질 수 있습니다.

1.2 트랜잭션의 특성

ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability)라 칭하는 4가지 특성을 가지고 있습니다.

• Atomicity(원자성): 트랜잭션은 최소의 업무 단위를 완벽하게 실행하거나 혹은 전혀 실행하지 않아야 함.
• Consistency(일관선): 트랜잭션이 커밋되면 데이터가 데이터베이스 스키마를 준수해야 함
• Isolation(격리성): 실행 중인 트랜젝션의 중간에 다른 트랜젝션이 접근할 수 없음
• Durability(지속성): 예기치 못한 시스템 장애시 마지막으로 상태로 복구함.

트랜잭션은 원자성, 일관성, 지속성을 보장하는데 문제는 격리성입니다. 트랜잭션간에 격리성을 완벽히 보장하려면 동시에 처리되는 트랜잭션을 거의 차례대로 실행을 해야합니다. 하지만 이렇게 처리를 하면 처리 성능이 매우 나빠지게 됩니다. 이러한 문제로 인해 ANSI 표준은 트랜잭션의 격리 수준을 4단계로 나누어 정의하고 있습니다.

 

2.  트랜잭션 격리 수준(isolation level): ANSI 표준

2.1 트랜잭션 격리 수준

트랜잭션의 격리 수준(Isolation level)이란 동시에 여러 트랜잭션이 처리될 때, 특정 트랜잭션이 다른 트랜잭션에서 변경하거나 조회하는 데이터를 볼 수 있도록 허용할지 말지를 결정하는 것입니다. 

격리 수준은 다음과 같이 4가지로 정의할 수 있으며, 순서대로 READ UNCOMMITTED의 격리 수준이 가장 낮고 SERIALIZABLE의 격리 수준이 가장 높습니다.

READ UNCOMMITTED

• 트랜잭션 내에서 커밋하지 않은 데이터에 다른 트랜잭션이 접근 가능

READ COMMITTED

• 트랜잭션 내에서 COMMIT이 완료된 데이터만 다른 트랜잭션에서 접근 가능
• Update/Delete 를 하기 전에 이전의 데이터를 Undo 영역에 백업해놓아 Commit 하기 전까지는 다른 트랜잭션이 접근하면 Undo 영역의 레코드를 전달
  
  • 1) 트랜잭션의 롤백 대비용
  • 2) 트랜잭션의 격리 수준을 유지하면서 높은 동시성을 제공
• Oracle DBMS에서 기본적으로 사용되는 격리 수준

REPEATABLE READ

• Undo 영역에 백업된 이전 데이터를 통해 동일한 트랜잭션 내에서는 동일한 결과를 보여줄 수 있도록 보장
• MySQL의 InnoDB 스토리지 엔진에서 기본적으로 사용되는 격리 수준

SERIALIZABLE

• 한 트랜잭션에서 읽고 쓰는 레코드를 다른 트랜잭션에서는 접근 불가능
• 가장 엄격한 격리 수준으로 완벽한 읽기 일관성 모드 제공
• 동시 처리 성능이 다른 트랜잭션 격리 수준보다 현저히 떨어짐

2.2 트랜잭션 격리 수준에 따른 문제점

격리 수준	DIRTY READ	NON-REPEATABLE READ	PHANTOM READ
READ UNCOMMITTED	O	O	O
READ COMMITTED	X	O	O
REPEATABLE READ	X	X	O(InnoDB는 발생 X)
SERIALIZABLE	X	X	X

DIRTY READ

• 특정 트랜잭션에서 처리한 작업이 완료되지 않았음에도 불구하고 다른 트랜잭션에서 볼 수 있게 되는 현상

NON-REPEATABLE READ

• 하나의 트랜잭션내에서 동일한 SELECT 쿼리를 실행했을 때 항상 같은 결과를 보장해야 한다는 "REPEATABLE READ" 정합성에 어긋나게 됨

PHANTOM READ

• 다른 트랜잭션에서 수행한 변경 작업에 의해 레코드가 보였다가 안보였다가 하는 현상

 

참고

• [book] Real MySQL: http://www.yes24.com/Product/Goods/6960931
• [Tistory] [MySQL] - 트랜잭션의 격리 수준(Isolation level): https://zzang9ha.tistory.com/381