본문으로 건너뛰기

트랜잭션과 격리수준

· 약 10분

트랜잭션(Transaction)​

데이터베이스에서 논리적 기능을 수행하기 위한 작업의 단위를 말한다.
트랜잭션은 작업의 완전성과 데이터의 정합성을 보장해 준다.
논리적인 작업 셋을 완벽하게 처리하거나, 오류 시 작업의 일부만 적용되는 현상을 막아준다.

트랜잭션의 속성(ACID)​

원자성(Atomicity): 트랜잭션 내에서 실행된 작업들은 모두 성공하거나, 실패해야 한다.
일관성(Consistency): 트랜잭션이 수행되기 전과 후에 데이터베이스가 일관된 상태를 유지해야 한다.
격리성(Isolation): 각각의 트랜잭션은 독립적이라 서로에게 영향을 주지 않아야 한다.
지속성(Durability): 트랜잭션이 성공적으로 완료된다면 영구적으로 결과에 반영되어야 한다.

트랜잭션 주의사항​

트랜잭션은 꼭 필요한 최소의 코드에만 적용하는 것이 좋다.(트랜잭션의 범위를 최소화하라)
구현해야 하는 업무에 따라 트랜잭션을 묶거나 트랜잭션에서 제외하고, 네트워크 작업이 있는 경우 반드시 트랜잭션에서 배제해야 한다.

왜 네트워크 작업이 있을 때 트랜잭션에서 배제해야 할까? 🤔

데이터의 일관성과 안전성을 보장하기 위해 배제해야 한다.
네트워크 작업을 트랜잭션 내부에 포함한다면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.

  • 네트워크 작업이 중간에 실패할 가능성(안전성 X)
  • 통신으로 인해 데이터가 변경될 수 있는 부분(일관성 X)

격리 수준(Isolation level)​

여러 트랜잭션이 동시에 처리될 때 특정 트랜잭션이 다른 트랜잭션에서 데이터의 조회 및 변경을 허용할지 결정하는 것을 말한다.
격리 수준이 높아질 수록 동시 처리 성능이 떨어지는 것이 일반적이지만, SERIALIZABLE이 아니라면 크게 성능의 저하가 발생하지 않는다.

READ UNCOMMITTED​

각 트랜잭션에서의 변경 내용이 COMMIT이나 ROLLBACK 여부에 상관없이 다른 트랜잭션에서 보인다.
더티 리드 현상이 발생하기 때문에 정합성의 문제가 많은 격리 수준이다.
MySQL 사용시 최소 READ COMMITTED 이상의 격리 수준 사용을 권장한다.

READ COMMITTED​

트랜잭션에서 데이터를 변경하더라도 COMMIT이 완료된 데이터만 다른 트랜잭션에서 조회할 수 있다.
오라클 DBMS에서 기본으로 사용되는 격리 수준이다.
REPEATABLE READ가 보장되지 않기 때문에 NON-REPEATABLE READ 문제가 발생한다.

REPEATABLE READ​

트랜잭션이 시작되기 전에 COMMIT이 완료된 내용에 대해서만 조회할 수 있다.
MySQL의 InnoDB 스토리지 엔진에서 기본으로 사용되는 격리 수준이다.
MVCC를 이용해 언두(Undo) 영역에 백업된 이전 데이터를 이용해 동일 트랜잭션 내에서는 동일한 결과를 보여줄 수 있게 보장한다.
동일한 결과를 보장하는 방법은 다음과 같다.

  • 모든 InnoDB 트랜잭션은 순차적으로 증가하는 고유한 트랜잭션 번호를 가진다.
  • Undo 영역에 백업된 레코드에는 변경을 발생시킨 트랜잭션의 번호가 포함되어있다.
  • Undo 영역의 백업된 데이터는 스토리지 엔진이 불필요하다고 판단하는 경우 삭제된다.
  • REPEATABLE READ 격리 수준에서는 MVCC를 보장하기 위해 가장 오래된 트랜잭션 번호보다 앞선 Undo 영역의 데이터는 삭제하지 않는다.

InnoDB에서는 갭 락과 넥스트 키 락을 이용하여 팬텀 리드 현상을 방지한다.

갭 랍(Gap lock)과 넥스트 키 락(Next-key lock)

갭 락: 레코드와 바로 인접한 레코드 사이의 간격만을 잠그는 락이다.
넥스트 키 락: 레코드 락과 갭 락을 합쳐놓은 형태의 잠금으로 레코드와 그 레코드 앞의 갭 락을 포함한다.

MVCC(Multi Version Concurrency Control)

동시성을 제어하는 방법 중 하나로 하나의 레코드에 대해 여러 개의 버전이 동시에 관리되는 것이다.

  • PostgreSQL은 다중 버전의 데이터를 저장하는 것으로 MVCC를 구현한다.
  • Oracle, InnoDB는 Undo log를 이용해 이 기능을 구현한다.(최신 버전의 데이터만 DB에 저장)

잠금을 사용하지 않는 읽관된 읽기를 제공하는 것이 목적이다.

SERIALIZABLE​

트랜잭션을 순차적으로 진행시키는 격리 수준이고 따라서 동시 처리 성능도 다른 격리 수준보다 떨어진다.
트랜잭션에서 읽고 쓰는 레코드를 다른 트랜잭션에서는 접근할 수 없고 단순한 읽기 작업도 공유 잠금(읽기 잠금)을 획득해야만 한다.
InnoDB에서는 팬텀 리드 현상이 REPEATABLE READ 격리 수준에서 발생하지 않기 때문에 굳이 사용할 필요는 없다.

격리 수준에 따른 부정합 문제​

격리 수준에 따라 더티 리드, 반복 가능하지 않은 조회, 팬텀 리드 문제가 발생한다.

격리 수준 / 부정합 문제더티 리드반복 가능하지 않은 조회팬텀 리드
READ UNCOMMITTEDOOO
READ COMMITTEDXOO
REPEATABLE READXXO(InnoDB는 X)
SERIALIZABLEXXX

더티 리드(Dirty read)​

어떤 트랜잭션에서 처리한 작업이 완료되지 않았어도 다른 트랜잭션에서 볼 수 있는 현상
트랜잭션 격리 수준이 READ UNCOMMITTED일 때 발생한다.
예) B가 레코드를 추가하고 커밋을 하지 않았지만, A가 해당 레코드를 조회할 수 있는 경우

반복 가능하지 않은 조회(Non-repeatable read)​

한 트랜잭션 내의 같은 행에 두 번 이상 조회가 발생했는데, 그 값이 다른 현상
예) A가 레코드를 여러 번 조회하던 중 B가 레코드를 변경하여 A가 조회한 값이 달라지는 경우

팬텀 리드(Phantom read, Phantom row)​

한 트랜잭션 내에서 동일한 쿼리 수행시, 수행 결과가 다른 현상
예) A가 레코드를 조회하고 B가 레코드를 추가하여 A가 다시 조회할 때 존재하지 않은 레코드가 조회되는 경우

참고 자료​

Real My SQL 8.0 - 5장 트랜잭션과 잠금, 백은빈, 이성욱
Isolation Level, MySQL