데이터베이스) 트랜잭션

트랜잭션

은행의 ATM이나 데이터베이스 등의 시스템에서 사용되는

더 이상 쪼갤 수 없는 업무 처리의 최소 단위이다.

 

트랜잭션 처리가 정상적으로 완료된 경우 커밋(commit)을 하고,

오류가 발생할 경우 원래 상태대로 롤백(rollback)을 한다.

 

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목적

 

트랜잭션은 데이터베이스 서버에 여러 개의 클라이언트가 동시에 액세스 하거나

응용프로그램이 갱신을 처리하는 과정에서 중단될 수 있는 경우 등

데이터 부정합을 방지하고자 할 때 사용한다.

 

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트랜잭션의 특성(ACID)

트랜잭션은 데이터베이스 시스템에서 병행 제어 및 회복 작업 시 처리되는 작업의 논리적인 단위로

사용자가 시스템에 대한 서비스 요구 시 시스템이 응답하기 위한 상태 변환 과정의 작업 단위이다.

하나의 트랜잭션은 커밋(commit) 되거나 롤백(rollback)이 된다.

 

데이터베이스의 트랜잭션이 안전하게 수행되기 위해서는 ACID조건을 충족해야한다.

 

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Atomicity(원자성)

 

• 원자성(atomicity)은 하나의 트랜잭션이 더 이상 작게 쪼갤 수 없는 최소한의 업무 단위
  
  
• 트랜잭션이  데이터베이스에 모두 반영되던지, 아니면 전혀 반영되지 않아야 함
  ➜ 작업이 부분적으로 실행되거나 중단되지 않는 것을 보장한다는 것(All or Nothing)
  ex) 100개의 작업 중 99개의 작업이 성공하고 1개가 실패했다면, 이는 무조건 실패로 간주하여 트랜잭션
  시작 전 상태로 돌려야 한다.
  
  ➜ 원자성을 지니게 된 이유 : 중간에 끊기게 되면 이후 해당 트랜잭션의 어디서부터 이어서 수행되어야 하는지 모르기 때문
  
  
• 원자성 보장 : 트랜잭션에서 원자성은 수행하고 있는 트랜잭션에 의해 변경된 내역을 유지하면서, 이전에 커밋된 상태를 임시 영역에 따로 저장함으로써 보장한다.
  ✔ 롤백 세그먼트(rollback segment) : 이전 데이터들이 임시로 저장되는 영역
  ✔ 데이터베이스 테이블 : 현재 수행하고 있는 트랜잭션에 의해 새롭게 변경되는 내역
  
  트랜잭션은 롤백 세그먼트에 의해 보장된다고 할 수 있음.
  트랜잭션의 길이가 길어지게 되면 확실한 부분에 대해서는 롤백이 되지 않도록 중간 저장 지점인
  세이브포인트(save point)를 지정할 수 있음. 세이브 포인트를 지정하게 되면 롤백할 때 세이브 포인트 이전은 확실하다가 간주하고 그 이후부터 진행.

 

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Consistency(일관성)

 

• 일관성(consistency)은 트랜잭션이 완료된 결괏값이 일관적인 DB상태를 유지하는 것을 의미한다.
  
  
• 트랜잭션이 진행되는 동안 데이터베이스가 변경되더라도 업데이트된 데이터베이스로 트랜잭션을 진행하는 것이 아니라, 처음 트랜잭션을 진행하기 위해 참조한 데이터베이스로 진행한다.
  
  
• 일관성 보장 : 트랜잭션 수행 전/후에 데이터 모델의 모든 제약 조건(기본 키, 외래 키, 도메인, 도메인 제약조건 등)을 만족하는 것을 통해 보장
  ➜ 한쪽의 테이블에서만 데이터 변경사항이 이루어져서는 안 됨
  ✔ 트리거(Trigger) : 데이터베이스 시스템이 자동적으로 수행할 동작을 명시 할 때 사용. 트리거를 통해 일관성을 보장.

 

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Isolation(고립성, 격리성)

 

• 고립성(isolation)이란 하나의 트랜잭션 수행 시 다른 트랜잭션의 작업이 끼어들지 못하도록 보장하는 것.(충돌 방지)
  ➜ 트랜잭션끼리는 서로를 간섭할 수 없음.
  ➜ 트랜잭션이 실행하는 도중에 변경한 데이터는 이 트랜잭션이 완료될 때까지 다른 트랜잭션이 참조하지 못하게 하는 특성
  
• 한 트랜잭션에서 데이터베이스를 변경한 내용은 트랜잭션이 커밋되기 전까지는 다른 어떤 질의나 트랜잭션과도 고립되어야 함.
  ➜ 각 트랜잭션은 시스템 내에서 동시에 수행되고 있는 다른 트랜잭션들을 알지 못함.
  이 성질이 지켜지지 않으면 트랜잭션이 원래 상태로 되돌아갈 수 없음.
  
  
• DBMS의 병행 제어 모듈이 트랜잭션의 고립성을 보장.
  ➜ ex)
  하나의 트랜잭션이 A라는 계좌에서 작업을 하고 있을 경우 다른 트랜잭션이 A계좌에 참조하거나 관여할 수 없고 작업이 끝날 때까지 대기해야 함.
  
  
• 고립성 보장 : 
  ✔ lock&excute unlock : OS의 세마포어와 유사한 개념
  데이터를 읽거나 쓸 때, 해당 데이터에 대해 잠금을 걸어서 다른 트랜잭션이 접근하지 못하도록 함.
  작업을 마치면 잠금을 해제하여 다른 트랜잭션이 접근할 수 있게 함.
  ✔ 공유락(shared lock) : 데이터를 읽을 때는 여러 트랜잭션이 동시에 읽을 수 있도록 하는 것.
  데이터를 읽을 수만 있고 수정은 불가능하다.
  ✔ 배타 락(exclusive lock) : 데이터를 쓸 때는 다른 트랜잭션이 읽거나 쓸 수 없도록 하는 것.
  해당 데이터에 대해 독점적으로 접근하여 수정할 수 있게 한다.
  
  잠금(lock)과 잠금해제(unlock)를 잘못 사용하면 "데드락(deadlock)"이라는 상태에 빠질 수 있음.
  데드락(deadlock) : 모든 트랜잭션이 아무런 작업도 수행할 수 없는 상태.

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Durability(지속성, 영속성)

 

• 트랜잭션이 정상적으로 종료된 다음에는 영구적으로 데이터베이스에 작업의 결과가 저장되어야 함.
• 지속성(durability)은 트랜잭션의 성공 결과 값은 장애 발생 후에도 변함없이 보관되어야 한다는 것을 의미
• 정장적으로 완료 혹은 부분 완료된 데이터는 DBMS가 책임지고 데이터베이스에 기록하는 성질이 지속성이며 영속성이라고 표한하기도 한다.

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트랜잭션의 상태

 

트랜잭션에는 사용자가 적은 쿼리문과 데이터를 최종적으로 데이터베이스에 반영하는 커밋과

실패했을 때 시점으로 다시 되돌아가는 롤백이 있다.

 

• 활동(Active) : 트랜잭션이 실행 중인 상태
• 실패(Failed) : 트랜잭션이 실행에 오류가 발생하여 중단된 상태
• 철회(Aborted) : 트랜잭션이 비정상적으로 종료되어 롤백 연산을 수행한 상태
• 부분 완료(Partially Committed) : 트랜잭션의 마지막 연산까지 실행했지만, 커밋 연산이 실행되기 직전의 상태
• 완료(Committed) : 트랜잭션이 성공적으로 종료되어 커밋 연산을 실행한 수의 상태

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트랜잭션의 연산

커밋(commit)

 

롤백(rollback)

• 커밋
  ✔ 커밋(commit) 연산은 모 든 작업들을 정상적으로 처리하겠다고 확정하는 명령어로서, 데이터베이스에 영구적으로 저장하는 것.
  
  ✔ 모든 과정이 오류 없이 수행되었다면 지금까지 실행한 모든 작업을 데이터베이스에 영구 저장하라는 명령으로 커밋을 수행한다.
  
  
• 롤백
  ✔ 롤백(rollback) 연산은 작업 중 문제가 발생하여 트랜잭션의 처리과정에서 발생한 변경사항을 취소하는 명령어.
  일부가 정상적으로 처리되더라도 원자성을 구현하기 위해 이 트랜잭션이 행한 모든 연산을 취소한다는 특징이 있음.
  
  ✔ 마지막 커밋을 완료한 시점으로 다시 돌아감.
  
  ✔ 롤백 시에는 해당 트랜잭션을 재시작하거나 폐기한다.
  
  ✔ all or nothing 방식으로 DML 명령어들을 처리.
  
  
• 세이브 포인트
  ✔ 세이브포인트(save point)는 "임시저장" 또는 "부분저장"과 같은 맥락으로 이해할 수 있음.
  
  ✔ 전체가 아닌 특정 부분에서 트랜잭션을 취소하기 위해 사용.
  
  ✔ 현재의 트랜잭션을 작게 분할하는 것이 가능.

 

참고 - 해시넷 -