DataBase - Transaction and Integrity

 

 

트랜잭션과 무결성에 대해서 이번 블로그에서 정리해보려고 한다.

 

트랜잭션

- 데이터베이스에서 하나의 논리적 기능을 수행하기 위한 작업의 단위를 말한다. 데이터베이스에 접근하는 방법은 쿼리이므로, 여러개의 쿼리들을 하나로 묶는 단위를 말한다.

- 특징 : 원자성, 일관성, 독립성, 지속성 (ACID)

 

 

무결성

- 개체 무결성 : 기본키로 선택된 필드는 NULL을 허용하지 않는다.

- 참조 무결성 : 서로 참조 관계에 있는 두 테이블의 데이터는 항상 일관된 값을 유지해야 한다.

- 고유 무결성 : 특정 속성에 대해 고유한 값을 가지도록 조건이 주어진 경우 그 속성 값은 모두 고유한 값을 가진다.

 - NULL 무결성 : 특정 속성에 NULL이 올 수 없다는 조건이 주어진 경우, 그 속성 값은 NULL이 될 수 없다.

 

 

 

1. 원자성

 

- Atomicity, "All or Nothing"

- 트랜잭션과 관련된 일이 모두 수행되었거나 수행되지 않았거나를 보장하는 특징

- 트랜잭션 단위로 여러 로직들을 묶을 때 외부 API를 호출하는 것이 있으면 안된다. 만약 있다면 롤백 처리와 트랜잭션 전파를 신경써서 관리해야한다.

- 커밋과 롤백으로 인해 데이터의 무결성이 보장된다.

 

 

• 커밋 : 여러 쿼리가 성공적으로 처리되었다고 확정하는 명령어, 트랜잭션 단위로 수행, 변경된 내용이 영구적으로 저장되었음을 의미.
• 롤백 : 트랜잭션으로 처리한 하나의 묶음 과정을 일어나기 전으로 돌리는 일을 의미.
• 트랜잭션 전파 : 트랜잭션 수행시 커넥션 단위로 수행하기 때문에 커넥션 객체를 넘겨서 수행해야 한다. 즉, 모든 메서드마다 데이터 사용을 위한 커넥션 객체가 생기고 종료된다. 하지만 이를 매번 넘겨주기가 어렵기 때문에 여러 트랜잭션 관련 메서드의 호출을 하나의 트랜잭션에 묶이도록 하는 것. 주로, Spring에서는 클래스 단위로 묶음으로 이를 실천한다.

-> "클래스 단위로 트랜잭션을 걸어서 커넥션 객체에 대한 낭비를 줄이고 매서드마다 트랜잭션을 상세 설정한다."

 

 

 

 

 

2. 일관성

 

- Consistency

- 허용된 방식으로만 데이터를 변경해야한다. 

- 데이터베이스에 기록된 모든 데이터는 여러가지 조건, 규칙에 따라 유효함을 가져야 한다. 

- 예를 들어, 돈이 없으면 돈 출금하면 안된다.

 

 

 

 

 

3. 격리성

 

- Isolation

- 트랜잭션 수행 시 서로 끼어들지 못하는 것을 의미한다.

- 복수의 병렬 트랜잭션을 서로 격리되어 마치 순차적으로 실행되는 것처럼 동작되어야 하고 데이터베이스는 여러 사용자가 같은 데이터에 접근할 수 있어야 한다.

- 성능을 고려하여 동시에 접근 가능하게 할지, 격리시킬지에 대한 수준을 설정해야한다.

-> (동시성 <-> 격리성)

 

 

격리 수준

• READ_UNCOMMITTED : 하나의 트랜잭션이 커밋되기 이전에 다른 트랜잭션에 노출되는 문제가 있지만 가장 빠름
• READ_COMMITTED : 가장 많이 사용하는 격리 수준, Mysql의 기본 격리 수준, 다른 트랜잭션이 커밋하지 않은 정보는 읽을 수 없다. 즉, 커밋 완료된 데이터에 대해서만 조회를 허용, 하지만 한 트랜잭션이 접근한 행을 다른 트랜잭션이 수정 가능.
• REPEATABLE_READ : 하나의 트랜잭션이 수정한 행을 다른 트랜잭션이 수정할 수 없도록 막아주지만 새로운 행 추가를 막지는 않는다.
• SERIALIZABLE : 트랜잭션을 순차적으로 진행, 여러 트랜잭션이 동시에 같은 행에 접근 불가능, 교착상태 발생 가능성 큼.

 

격리 수준에 따라 발생할 수 있는 현상

• 팬텀 리드 : 한 트랜잭션 내에서 동일한 쿼리를 보냈을 때 해당 조회 결과가 다른 경우를 의미
• 반복 가능하지 않은 조회 : 한 트랜잭션 내의 같은 행에 두 번 이상 조회가 발생했는데, 그 값이 다른 경우
• 더티 리드 : 반복 가능하지 않은 조회와 유사하며, 한 트랜잭션이 수행중일 때, 다른 트랜잭션에 의해 수정되었지만 아직 커밋되지 않은 행의 데이터를 읽을 수 있을 때 발생

- 팬텀리드는 다른 행이 선택될 수도 있음을 의미, 반복 가능하지 않은 조회는 행 값이 달라짐을 의미.

 

 

 

 

4. 지속성

 

- Durability

- 성공적으로 수행된 트랜잭션은 영원히 반영되어야 하는 것을 의미. 데이터베이스에 시스템 장애가 발생해도 원래 상태로 복구하는 회복기능이 있어야 함.

- 체크섬, 저널링 롤백등의 기능으로 구현

• 체크섬 : 중복검사의 한 형태, 오류 정정을 통해 송신된 자료의 무결성을 보호하는 단순한 방법
• 저널링 : 파일시스템 또는 데이터베이스 시스템에 변경사항을 반영하기 전에 로깅. 즉, 트랜잭션 등 변경사항에 대한 로그를 남기는 것.