트랜잭션과 ACID
ACID 원칙이란?
- 데이터의 유효성을 보장하기 위한, 트랜젝션의 특징들!
Atomicity(원자성)
의미
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All or nothing(전부 반영되거나, 아무것도 반영되지 않아야 한다.)
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원자성은 트랜잭션의 일부가 실패할 경우 전체 트랜잭션이 실패.
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데이터베이스 상태가 변경되지 않은 상태로 유지되도록 보장합니다.
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즉, 일부만 성공하는 상태는 존재해서는 안된다.
책 쇼핑 예시
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책 구매는 1. 책 비용을 지불. 2. 판매를 반영하도록 상점의 재고를 업데이트하는 2가지 단계.
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원자성은 이 두 단계가 함께 완료되도록 보장합니다.
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어떤 이유로 결제가 완료되었으나 재고 업데이트가 실패하는 경우(시스템이 충돌할 수 있음) 전체 거래가 전혀 발생하지 않은 것처럼 롤백됩니다. 즉, 계정에 비용이 청구되지 않으며 도서는 재고 목록에 그대로 남아 있습니다.
Consistency(일관성)
의미
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트랜잭션 이전과 이후에 데이터베이스는 항상 일관된 상태여야 한다는 규칙.
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데이터는 미리 정의된 규칙에서만 수정이 가능해야한다.
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Ex) 숫자컬럼에 문자열값을 저장이 안되도록 보장해줍니다.
도서관 데이터베이스 관리 예시
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If) 새 도서가 추가 => 전체 도서 수, 사용 가능한 도서 목록, 특정 카테고리의 도서 잔액 등 정보가 업데이트되어야한다.
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일관성은 새 책이 추가될 때마다 이러한 모든 업데이트가 도서관의 규칙을 준수하도록 보장합니다.
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업데이트의 일부가 이러한 규칙을 위반하는 경우 트랜잭션이 완료되지 않는다.
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대변 차변
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Ex) 총량이 늘어나거나 하는 사고는 안돼
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데이터베이스를 어지럽히는건 안돼
Isolation(독립성)
의미
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여러 트랜잭션이 동시에 실행될 때에도, 혼자 실행되는 것처럼 동작하게 만들어야 한다.
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즉, 동시에 실행되는 여러 트랜잭션은 서로 영향을 주지 않고 독립적으로 실행되는 것처럼 보여야 한다. => 연속으로 실행된것과 동일한 결과
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격리성을 지키는 각 트랜젝션은 철저히 독립적이기 때문에 다른 트랜젝션의 작업 내용을 알 수 없으며, 트랜잭션이 동시에 실행될 때와 연속으로 실행될 때의 데이터베이스 상태가 동일해야 한다.
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일반적으로 시스템이 격리를 유지하기 위해 처리해야 하는 dirty read , 반복 불가능한 읽기, 팬텀 읽기 등 여러 현상을 유발할 수 있는 락 메커니즘을 사용하여 구현됩니다.
티케팅 예시
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두 사람이 동시에 "구매"를 클릭하더라도 데이터베이스는 거래를 차례로 처리하므로 티켓이 이중 판매되는 상황을 방지할 수 있습니다.
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각각의 상태가 독립되어있다
Durability(지속성)
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한번 반영(커밋)된 트랜젝션의 내용은 데이터베이스에 영원히 적용되는 특성을 의미
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영구적 저장이란 => 비휘발성 메모리(HDD, SSD 등)에 저장
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정전, 충돌 또는 오류 등 DB 에 문제가 생겨도 커밋 결과는 쭉 남아있어야하도록!
항공편 예시
- 온라인으로 항공편을 성공적으로 예약 => 예약 세부정보가 항공사 데이터베이스에 저장.
- 내구성은 예약이 확정되고 확인 이메일을 받으면 항공사 시스템이 잠시 중단되더라도 예약이 손실되지 않도록 보장합니다.
- 시스템이 다시 시작되어도 예약 상태는 유지되어 비행기 좌석 확보가 보장!
ACID 트랜잭션의 장점
데이터 무결성
- ACID 속성은 데이터베이스의 무결성을 유지합니다.
=> 데이터 손상을 방지하고 시스템 오류, 오류 등 이상 현상이 발생하더라도 데이터가 시간이 지나도 정확하고 안정적이며 일관성을 유지하도록 보장합니다.
신뢰성
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ACID 트랜잭션은 데이터 손실이나 데이터베이스를 일관성 없는 상태로 두지 않고 데이터베이스 시스템이 오류로부터 복구할 수 있도록 하는 프레임워크를 제공합니다.
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이러한 신뢰성은 데이터 정확성과 가용성이 가장 중요한 은행, 의료, 전자 상거래 등의 산업에서 매우 중요합니다.
단순화된 프로그래밍
- ACID 보장을 통해 개발자는 부분 오류를 관리하거나 데이터 일관성을 보장하기 위해 복잡한 오류 처리 코드를 작성할 필요가 없습니다. => DBMS 가 알아서 처리해주기 때문
안정성
동시성 제어
- ACID 속성 중 특히 격리는 여러 트랜잭션이 서로 간섭하지 않고 동시에 발생하도록 허용하여 데이터베이스가 일관된 상태를 유지하도록 보장합니다.
- 수많은 사용자나 애플리케이션이 데이터베이스에서 동시에 읽고 쓰는 트래픽이 많은 데이터베이스에 필수적입니다.
acid 를 부시지 않는 한에서 DB 를 커스텀해서
락을 느슨하게해서 성능을 올려.
Ex) 리드일때는 락 걸지말고, 업데이트일때도 연관된 레코드만 락을 걸고.
데이터 무결성을 지키기 위해서 ACID 로 무결성 가져가면서 + 성능도 챙겨야해 => 동시성 이슈
ex) 낙관적락, 비관적락.
JPA
@Transactional 은 락이 발생하기때문에 조심해서 써야해.
카프카
- 반드시 한번과 단한번.
- 카프카를 쓰면서도 무결성을 지킬수 있는.
Quiz
1.
ACID 트랜잭션의 지속성(D) 속성의 목적은 모든 트랜잭션이 지연 없이 실시간으로 실행되도록 하는 것이다.(O/X)
2.
일단 트랜잭션이 완료되면 그 효과가 영구적이며 시스템이 즉시 충돌하더라도 손실되지 않도록 보장하는 속성은?
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C ,D
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내구성 속성은 트랜잭션이 커밋되면 해당 변경 사항이 영구적이고 시스템 오류가 발생해도 유지되도록 보장
