트랜잭션(Transaction) 이해 - 1

트랜잭션

데이터베이스의 상태를 변화시키기 위해 수행하는 작업단위.

DB의 상태를 변경시킨다는 것은 SELECT, UPDATE, INSERT, DELETE 같은 쿼리로 연산을 수행하는 것.

그리고 DB에서 트랜잭션은 하나의 작업,거래를 안전하게 처리하도록 보장하는 것이다.

그러나 하나의 거래를 안전하게 처리하려면 생각보다 고려해야 할 것이 많다.

그 예가 계좌이체이다.

 

1. A의 잔고를 5000원 감소

2. B의 잔고를 5000원 증가

 

계좌이체는 위 2가지 작업이 합쳐져 하나의 작업처럼 동작해야 한다. 만약 1번은 성공했으나, 2번에서 시스템 문제가 발생하면 계좌이체는 실패하고 A의 잔고만 5000원 감소하는 대형 사고가 발생한다.

데이터베이스가 제공하는 트랜잭션 기능을 사용하면 1,2 모두 성공해야 저장하고, 중간에 하나라도 실패하면 거래 전의 상태로 돌아갈 수 있다.

모든 작업이 성공해서 데이터베이스에 정상 반영하는 것을 커밋(Commit)이라 하고, 작업 중 하나라도 실패하여 거래 이전으로 돌아가는 것을 롤백(Rollback)이라 한다.

트랜잭션 ACID

• 원자성(Atomicity): 트랜잭션 내에서 실행한 작업들은 마치 하나의 작업인 것처럼 모두 성공하거나 모두 실패해야 한다.
• 일관성(Consistency): 모든 트랜잭션은 일관성있는 데이터베이스 상태를 유지해야 한다. 예로 데이터베이스에서 정한 무결성 제약조건을 항상 만족해야 한다.
• 격리성(Isolation): 동시에 실행되는 트랜잭션들이 서로에게 영향을 미치지 않도록 격리한다. 예로 동시에 같은 데이터를 수정하지 못하도록 해야한다. 격리성은 동시성과 관련된 성능 이슈로 인해 트랜잭션 격리 수준을 선택할 수 있다.
• 지속성(Durability): 트랜잭션을 성공적으로 끝내면 그 결과가 항상 기록되어야 한다. 중간에 시스템에 문제가 발생해도 데이터베이스 로그 등을 사용해 성공한 트랜잭션 내용을 복구해야 한다.

트랜잭션은 원자성, 일관성, 지속성을 보장한다.  문제는 격리성인데 트랜잭션 간에 격리성을 완벽히 보장하면 트랜잭션을 거의 순서대로 실행해야 하므로 동시 처리 성능이 매우 나빠진다. 이런 문제로 ANSI 표준은 트랜잭션의 격리수준을 4단계로 나누어 정의하였다.

 

트랜잭션 격리수준 - Isolation level

• READ UNCOMMITED(커밋되지 않은 읽기)
• READ COMMITED(커밋된 읽기)  -> 일반적으로 많이 사용하는 수준
• REPEATABLE READ(반복 가능한 읽기)
• SERIALIZABLE(직렬화 가능)  

 

데이터베이스 연결구조와 DB 세션

• 사용자는 웹 애플리케이션 서버(WAS)나 DB 접근 툴 같은 클라이언트를 사용해 데이터베이스 서버에 접근할 수 있다. 클라이언트는 데이터베이스 서버에 연결을 요청하고 커넥션을 맺게 된다. 이때 데이터베이스 서버는 내부에 세션이라는 것을 만들고 앞으로 해당 커넥션을 통한 모든 요청은 이 세션을 통해 실행하게 된다.
• 쉽게 말해 개발자가 클라이언트를 통해 SQL를 전달하면 현재 커넥션에 연결된 세션이 SQL를 실행한다.
• 세션은 트랜잭션을 시작하고, 커밋 또는 롤백을 통해 트랜잭션을 종료한다. 그리고 이후 새로운 트랜잭션을 다시 시작할 수 있다.
• 사용자가 커넥션을 닫거나 또는 DBA가 세션을 강제로 종료 시 세션은 종료된다.

• 커넥션 풀이 10개의 커넥션 생성하면, 세션도 10개 생성된다.

트랜잭션 - DB 예제1 - 개념 이해

트랜잭션 사용법

• 데이터 변경 쿼리 실행하고 데이터베이스에 그 결과를 반영하려면 커밋 명령어인 commit를 호출하고, 결과를 반영하고 싶지 않으면 롤백 명령어인 rollback을 호출하면 된다.
• 커밋을 호출하기 전까지는 임시로 데이터를 저장하는 것이다. 따라서 해당 트랜잭션을 시작한 세션(사용자)에게만 변경 데이터가 보이고 다른 세션(사용자)에게는 변경데이터가 보이지 않는다.
• 등록, 수정, 삭제 모두 같은 원리로 동작한다. 앞으로 등록, 수정, 삭제를 간단히 변경이라는 단어로 표현하도록 한다.

 

세션1 신규 데이터 추가

• 세션1은 트랜잭션을 시작하고 신규 회원1, 신규 회원2를 DB에 추가했다. 아직 커밋은 안함.
• 새로운 데이터는 임시 상태로 저장된다.
• 세션1은 SELECT쿼리를 실행해 본인이 입력한 신규 회원1, 신규 회원2를 조회할 수 있다.
• 세션2는 SELECT쿼리를 실행해도 신규 회원들을 조회할 수 없다. 세션1이 아직 커밋하지 않았기 때문이다.

커밋하지 않은 데이터를 다른 곳에서 조회할 수 있으면 어떤 문제가 발생할까?

• 세션2는 데이터를 조회했을 때 신규 회원1, 2가 보일 것이다. 따라서 신규 회원1, 신규 회원2가 있다고 가정하고 어떤 로직을 수행할 수 있다. 그러나 세션1이 롤백을 수행하면 신규 회원1, 신규 회원2의 데이터가 사라지게 되고, 데이터 정합성에 큰 문제가 발생한다.
• 세션2에서 세션1이 아직 커밋하지 않은 변경 데이터가 보인다면 세션1이 롤백했을 때 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 커밋 전의 데이터는 다른 세션에서 보이지 않는다.

• 세션1이 신규 데이터 추가한 후 COMMIT을 호출했다.
• COMMIT으로 새 데이터가 실제 DB에 반영된다. 데이터의 상태도 임시 -> 완료로 변경됐다.
• 이제 다른 세션에서도 회원 테이블 조회 시 신규 회원 확인 가능

• 세션1이 신규 데이터를 추가한 후 COMMIT 대신 ROLLBACK을 호출
• 세션1이 데이터베이스에 반영한 모든 데이터가 처음 상태로 복구됨
• 수정하거나 삭제한 데이터도 ROLLBACK을 호출 시 모두 트랜잭션을 시작하기 직전의 상태로 복구된다.

 

트랜잭션 - DB 예제2 - 자동 커밋, 수동 커밋

자동 커밋

자동커밋으로 설정 시 각각의 쿼리 실행 직후에 자동으로 커밋을 호출한다. 따라서 커밋이나 롤백을 직접 호출하지 않아도 되는 편리함이 있다. 하지만 쿼리를 하나하나 실행할 때마다 자동으로 커밋이 되어버리기 때문에 우리가 원하는 트랜잭션 기능을 제대로 사용할 수 없다.

 

자동 커밋 설정

set autocommit true; //자동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data1',10000); //자동 커밋
insert into member(member_id, money) values ('data2',10000); //자동 커밋

 

따라서 commit, rollback을 직접 호출하면서 트랜잭션 기능을 제대로 수행하려면 자동 커밋을 끄고 수동 커밋을 사용해야 한다. 

 

수동 커밋 설정

set autocommit false; //수동 커밋 모드 설정
insert into member(member_id, money) values ('data3',10000);
insert into member(member_id, money) values ('data4',10000);
commit; //수동 커밋

보통 자동커밋 모드가 기본으로 설정된 경우가 많기 때문에 수동 커밋 모드로 설정하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 표현할 수 있다. 수동 커밋 설정을 하면 이후에 꼭 commit, rollback을 호출해야 한다.

 

참고로 수동 커밋 모드나 자동 커밋 모드는 한번 설정 시 해당 세션에서는 계속 유지된다. 중간에 변경하는 것은 가능하다.

 

다음 페이지에서 트랜잭션 예제를 실습해보고 정리하겠다.