트랜잭션의 특징 (ACID)

트랜잭션이 성공적으로 처리되어 데이터베이스의 무결성과 일관성을 보장하려면 4가지 특성을 만족해야 한다.

1. Atomicity (원자성)

트랜잭션을 구성하는 연산들이 ‘모두 정상적으로 실행’되거나 ‘하나도 실행되지 않아야 한다’는 all-or-nothing 방식을 의미한다.

2. Consistency (일관성)

트랜잭션이 성공적으로 수행된 후에도 데이터베이스가 일관성 있는 상태를 유지해야 한다. 여기서 말하는 일관성이란, 크게 2가지 의미를 가진다.

• 첫 번째로, 트랜잭션이 커밋되면 데이터 베이스에 적용한 제약조건(PRIMARY KEY, UNIQUE, NOT NULL 등)을 위반하지 않는다는 보장을 의미한다.

  → 예시) 사용자가 번호를 저장하려고 하는데, 이 번호에 UNIQUE 제약이 설정되어 있으면 중복되니 사용자 번호를 저장할 수 없어야 한다.

• 두 번째로, 트랜잭션의 작업이 애플리케이션에서 의도하고자 한 작동이 정상적으로 일어난다는 보장을 의미한다.

  → 재고가 떨어졌을 때, 더 이상 판매를 할 수 없도록 제한해야 한다.

3. Isolation (독립성, 격리성, 고립성)

트랜잭션을 수행 시 다른 트랜잭션의 연산 작업이 끼어들지 못하도록 보장하는 것을 의미한다.

예를 들면, 부산의 지정 호텔에 남은 싱글룸 수가 10개였을 때 실제로 숙박하는 로직은 다음과 같다.

1. 현재 빈 싱글룸의 수를 확인한다(SELECT)
2. 빈 싱글룸 수에서 1을 빼고 결과를 빈 싱글룸 수로 되돌려 쓴다(UPDATE)
3. 이것을 사용자 A와 사용자 B가 동시에 수행하면 어떻게 될까? 2명이 방을 확보한다면 원래 빈 싱글룸 수는 2개가 줄어야 하지만, 같은 방을 동시에 확보하게 되면 빈 싱글룸 수는 1개만 줄어들게 된다.

이런 사태가 발생하는 것을 막기 위해, 데이터베이스에는 테이블에 대해 Lock(잠금)을 걸어서 후속처리를 Block하는 방법이 있다. 잠금 단위에는 테이블 전체, 블록, 행 등이 있는데, MySQL에서는 트랜잭션 처리를 할 때 주로 행 단위의 잠금 기능을 이용한다. 예를 들어, 앞의 두 가지 중 ‘1. 현재 빈 싱글룸 수를 확인한다’를 처리할 때 ‘SELECT ~ FOR UPDATE’를 실행하면 SELECT한 행에 잠금이 걸린다. 이렇게 되면 후속 처리는 해당 잠금이 해제될 때(COMMIT 또는 ROLLBACK)까지 대기하게 되며 올바른 처리를 계속할 수 있게 된다.

4. Durability (지속성)

성공적으로 수행된 트랜잭션은 영원히 반영되야 함을 의미한다. 시스템 문제, DB 일관성 체크 등을 하더라도 유지되어야 함을 의미한다. 전형적으로 모든 트랜잭션은 로그로 남고, 시스템 장애 발생 전 상태로 되돌릴 수 있다. 트랜잭션은 로그에 모든 것이 저장된 후에만 commit 상태로 간주될 수 있다.

ACID 원칙은 완벽히 지켜지지 않는다.

실제로는 ACID 원칙은 종종 지켜지지 않는다. 왜냐하면 ACID 원칙을 strict 하게 지키려면 동시성이 매우 떨어지기 때문이다. 그렇기 때문에 DB 엔진은 ACID 원칙을 희생하여 동시성을 얻을 수 있는 방법을 제공한다. 바로 transaction의 격리 수준(isolation level)이다. ACID중 Isolation(독립성) 원칙을 덜 지키는 level을 사용할수록 문제가 발생할 가능성은 커지지만, 동시에 더 높은 동시성을 얻을 수 있다. ANSI/ISO SQL standard에서 정의한 격리 수준에는 READ UNCOMMITTED, READ COMMITTED, REPEATABLE READ, SERIALIZABL이 있다.

더 자세한 내용은 밑의 노션 페이지를 참고해라.

잠금(Lock), 블로킹(Blocking), 데드락(DeadLock), 격리 수준(Isolation Level)