김영한 개발자님의 스프링 DB 1편 강의를 수강하고 정리한 내용입니다.

3. 트랜잭션 이해

3.1. 트랜잭션 - 개념 이해

트랜잭션(Transaction)이란 '쪼갤 수 없는 업무 처리의 최소 단위'를 말한다.

데이터베이스에서 트랜잭션은 하나의 거래를 안전하게 처리하도록 보장해주는 것을 뜻한다.

예) 5000원 계좌이체

1. A의 잔고를 5000원 감소
2. B의 잔고를 5000원 증가

둘다 함께 성공해야 저장하고, 중간에 하나라도 실패하면 거래 전의 상태로 돌아간다.

트랜잭션 ACID

원자성(Atomicity) : 트랜잭션 내에서 실행한 작업들은 마치 하나의 작업인 것처럼 모두 성공 하거나 모두 실패해야 한다.

일관성(Consistency) : 모든 트랜잭션은 일관성 있는 데이터베이스 상태를 유지해야 한다. 예를 들어 데이터베이스에서 정한 무결성 제약 조건을 항상 만족해야 한다.

격리성(Isolation) : 동시에 실행되는 트랜잭션들이 서로에게 영향을 미치지 않도록 격리한다. 예를 들어 동시에 같은 데이터를 수정하지 못하도록 해야 한다.

지속성(Durability) : 트랜잭션을 성공적으로 끝내면 그 결과가 항상 기록되어야 한다. 중간에 시스템에 문제가 발생해도 데이터베이스 로그 등을 사용해서 성공한 트랜잭션 내용을 복구해야 한다.

3.2. 데이터베이스 연결 구조와 DB 세션

사용자는 웹 애플리케이션 서버(WAS)나 DB 접근 툴 같은 클라이언트를 사용해서 데이터베이스 서버에 접근할 수 있다. 클라이언트는 데이터베이스 서버에 연결을 요청하고 커넥션을 맺게 된다. 이때
데이터베이스 서버는 내부에 세션이라는 것을 만든다. 그리고 앞으로 해당 커넥션을 통한 모든 요청은 이 세션을 통해서 실행하게 된다.

커넥션 풀이 10개의 커넥션을 생성하면, 세션도 10개 만들어진다.

3.3. 트랜잭션 - DB 예제

트랜잭션 사용법

데이터 변경 쿼리를 실행하고 데이터베이스에 그 결과를 반영하려면 커밋 명령어인 commit 을 호출하고, 결과를 반영하고 싶지 않으면 롤백 명령어인 rollback 을 호출하면 된다.

커밋을 호출하기 전까지는 임시로 데이터를 저장하는 것이다. 따라서 해당 트랜잭션을 시작한 세션(사용자) 에게만 변경 데이터가 보이고 다른 세션(사용자)에게는 변경 데이터가 보이지 않는다.

자동 커밋, 수동 커밋

set autocommit true //자동 커밋 모드 설정
set autocommit false //수동 커밋 모드 설정

자동 커밋으로 설정하면 각각의 쿼리 실행 직후에 자동으로 커밋을 호출한다. 하지만 트랜잭션 기능을 제대로 사용할 수 없다.

보통 자동 커밋 모드가 기본으로 설정된 경우가 많기 때문에, 수동 커밋 모드로 설정하는 것을 트랜잭션을 시작한다고 표현할 수 있다.

수동 커밋 설정을 하면 이후에 꼭 commit , rollback 을 호출해야 한다.

3.3. DB 락(Lock)

세션1이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안 아직 커밋을 수행하지 않았는데, 세션2에서 동시에 같은 데이터를 수정하게 되면 트랜잭션의 원자성이 깨진다.

데이터베이스는 이런 문제를 해결하기 위해 락(Lock)이라는 개념을 제공한다.

세션 1이 락을 획득하고 데이터 변경을 시도하는 중이면, 세션2가 memberA 의 money 데이터를 변경하려고 시도하지만, 락이 없으므로 락이 돌아올 때 까지 대기한다.

참고로 세션2가 락을 무한정 대기하는 것은 아니다. 락 대기 시간을 넘어가면 락 타임아웃 오류가 발생한다. 락 대기 시간은 설정할 수 있다.

SET LOCK_TIMEOUT 60000; // 락 대기 시간 60초

DB 락 - 조회

보통 데이터를 조회할 때는 락을 획득하지 않고 바로 데이터를 조회할 수 있다.

데이터를 조회할 때도 락을 획득하고 싶을 때가 있다. 이럴 때는 select for update 구문을 사용하면 된다.

select * from member where member_id='memberA' for update;

조회 시점에 락이 필요한 경우

트랜잭션 종료 시점까지 해당 데이터를 다른 곳에서 변경하지 못하도록 강제로 막아야 할 때 사용한다.

예) 애플리케이션 로직에서 memberA 의 금액을 조회한 다음에 이 금액 정보로 애플리케이션에서 어떤 계산을 수행한다. 그런데 이 계산이 돈과 관련된 매우 중요한 계산이어서 계산을 완료할 때 까지 memberA 의 금액을 다른곳에서 변경하면 안된다. 이럴 때 조회 시점에 락을 획득하면 된다.

3.4. 트랜잭션 - 적용

트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작해야 한다. 비즈니스 로직이 잘못되면 해당 비즈니스 로직으로 인해 문제가 되는 부분을 함께 롤백해야 하기 때문이다.

애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용하려면 트랜잭션을 사용하는 동안 같은 커넥션을 유지해야한다. 그래야 같은 세션을 사용할 수 있다.

아래는 MemberRepositoryV2의 데이터 변경함수이다.

public void update(Connection con, String memberId, int money) throws SQLException {
	String sql = "update member set money=? where member_id=?";
	PreparedStatement pstmt = null;
    // 커넥션 유지가 필요하니 파라미터로 넘어온 커넥션을 사용해야 한다.
	try {
		pstmt = con.prepareStatement(sql);
		pstmt.setInt(1, money);
 		pstmt.setString(2, memberId);
 		pstmt.executeUpdate();
        
 	} catch (SQLException e) {
 		log.error("db error", e);
 		throw e;
        
 	} finally {
 	//connection은 여기서 닫지 않는다.
 	JdbcUtils.closeStatement(pstmt);
 	}
}

아래는 MemberServiceV2의 트랜잭션 연동 로직이다.

public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws SQLException {
	Connection con = dataSource.getConnection();
 	try {
 		con.setAutoCommit(false); //트랜잭션 시작
 		//비즈니스 로직
 		bizLogic(con, fromId, toId, money);
 		con.commit(); //성공시 커밋
        
 	} catch (Exception e) {
 		con.rollback(); //실패시 롤백
 		throw new IllegalStateException(e);
        
 	} finally {
 		release(con);
 	}
}

private void release(Connection con) {
	if (con != null) {
	try {
 		con.setAutoCommit(true); //커넥션 풀 고려
        // 커넥션 풀을 사용하면 커넥션이 종료되는 것이 아니라 풀에 반납
 		con.close();
 	} catch (Exception e) {
 		log.info("error", e);
 	}
}

문제점

• 애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 적용하려면 서비스 계층이 매우 지저분해지고, 생각보다 매우 복잡한 코드를 요구한다.
• 커넥션을 유지하도록 코드를 변경하는 것도 쉬운 일은 아니다.

다음 챕터에서 이 문제들을 해결해본다.