[영상후기] 트랜잭션(Transaction) 격리 수준 - 박혜빈 | 백엔드 데브코스 2기 | 백둥이Deview 220621

트랜잭션이란?

• 데이터베이스에서의 논리적 작업 단위
• 모두 커밋되거나 모두 롤백되어야 함

트랜잭션 특성

• 원자성(Automicity) : 모두 커밋되거나 모두 롤백되어야 하는 특성
• 일관성(Consistency) : 작업 처리 결과는 항상 제약조건을 위배하지 않는 상태
• 격리성(Isolation) : 한 트랜잭션이 실행되는 동안 다른 트랜잭션이 접근할 수 없는 특성
• 지속성(Durability) : 트랜잭션 성공적으로 완료 시 영구적 결과 반영
• ACID 원칙 엄격히 지킬 경우 -> 동시성 처리 성능이 떨어짐 -> 격리 수준을 나눔

트랜잭션 격리수준

• ANSI 표준 4가지로 구분
• 위로 갈수록 동시성 증가, 부정합 문제 발생
• 아래로 갈 수록 동시성 감소, 부정합 문제 해결

종류

• READ UNCOMMITED
• READ COMMITED
• REPEATALE READ
• SERIALZABLE

부정합 문제

• DIRTY READ : 커밋 이전에 변경된 데이터를 보고 있을때 트랜잭션이 롤백 된다면 현재 데이터가 잘못된 데이터가 되는 상태
• NON-REPEATABLE READ : 기존 데이터의 변경에 의해 하나의 트랜잭션 내에서 동일한 select 쿼리를 날렸을 때 다른 결과가 나오는 문제
• PHANTOM READ : 한 트랜잭션 내에서 동일한 쿼리를 보냈을 때 첫 번째 select 결과로 나오지 않았던 결과가 추가로 나옴

트랜잭션 격리 수준과 부정합 문제를 같이 설명

• READ UNCOMMITED : 커밋 되지 않은 데이터에 다른 트랜잭션 접근 가능

  • 정합성에 심각한 문제 발생하기에 사용 권장X

  • (부정합 문제) DIRTY READ : 커밋 이전에 변경된 데이터를 보고 있을때 트랜잭션이 롤백 된다면 현재 데이터가 잘못된 데이터로 되는 상태

  • A TR 시작
  • B TR 시작
  • A TR : UPDATE SET name = '훈이' WHERE id = 1
  • B TR : SELECT * FROM WHERE id = 1
  • A TR Rollback
    • A의 id가 1인 것의 name은 '훈이'가 아님
    • B TR에서 select도 Rollback이 되거나 해야 문제가 발생 안함
  • B TR COMMIT
    • 하지만 B 커밋 -> 부정합 DIRTY READ 발생

• READ COMMITTED : 커밋된 데이터에 다른 트랜잭션이 접근할 수 있음

  • 커밋되지 않은 데이터에 접근할 시 undo 영역에서 가져옴

    • undo 영역 : 데이터 변경이 있을 때 이전의 데이터 보관하는 영역 -> 더티 리드 문제 해결

  • (부정합 문제) NON-REPEATABLE READ : 기존 데이터의 변경에 의해 하나의 트랜잭션 내에서는 동일한 select 쿼리를 날렸을 때 다른 결과가 나오는 문제

    • B TR 시작
    • B TR : SELECT * FROM tb WHERE id = 1
      • id : 1 / name : 짱구
    • A TR 시작
    • A TR : UPDATE SET name = '훈이' WHERE id = 1
    • B TR : SELECT * FROM tb WHERE id = 1
      • 아직 A TR에서 변경 쿼리가 반영되지 않아 undo 영역에서 데이터를 읽어온다.
      • id : 1 / name : 짱구 ('훈이' 가 아님)
    • A TR : Commit
      • 변경 사항 반영됨
    • B TR : SELECT * FROM tb WHERE id = 1
      • 이전 시점에 A가 commit을 통해 변경사항을 반영시켰기에 undo영역이 아닌 실제 테이블에서 참조
      • id : 1 / name : 훈이('짱구' 가 아님)
    • B TR : Commit
      • NON-REPEATABLE 부정합 문제 발생했음
      • 조회 결과가 항상 같아야 하는데 같지 않음

• REPEATALE READ : 동일한 select 문을 날렸을 시 같은 결과를 보장 해야 함

  • 트랜잭션 마다 트랜잭션 ID 존재 -> 자신보다 낮은 트랜잭션에서 변경한 것만 볼 수 있음
    - 어떤 TR에서 마지막으로 update 한지 저장
    - 자신보다 높은 번호의 TR이라면 Undo 영역에서 데이터를 읽음

    • TR B 시작 (tx_id = 5)
    • SELECT * FROM tb WHERE id = 1
      • id : 1 / name : 신짱구 / tx_id : 3 (3번 TR에서 update 됐었음 표기)
    • TR A 시작 (tx_id = 7)
    • UPDATE tb SET name = '훈이' WHERE id = 1
      • id : 1 / name : 훈이 / tx_id : 7(7번 TR에서 마지막 갱신)
    • A TR Commit
    • B TR : SELECT * FROM tb WHERE id = 1
      • id : 1 / name : 신짱구 / tx_id : 3 (A TR은 7번으로 자신보다 높은 번호기에 Undo 영역에서 데이터를 읽어옴)
    • B TR Commit

• (부정합 문제) PANTHOM READ : 유령, 한 트랜잭션 내에서 동일한 쿼리를 보냈을 때 첫번째 selct에서 존재하지 않았던 것이, 2번째 select문에 결과로 나옴

  • TR B 시작 (tx_id = 5)
  • SELECT * FROM tb WHERE id > 1 FOR UPDATE
    • id : 1 / name : 신짱구 / tx_id : 3
    • id : 2 / name : 훈이 / tx_id : 3
  • TR A 시작 (tx_id = 7)
  • INSERT tb SET id = 3, name = '맹구'
  • TR A Commit
  • SELECT * FROM tb WHERE id > 1 FOR UPDATE
    • SELECT ~ FOR UPDATE : select한 쿼리에 대해 쓰기 잠금
    • Undo 영역에서는 쓰기 잠금을 걸 수 없기에 자신보다 높은 트랜잭션 번호를 가진 행일 지라도 조회가 됨
    • 이전에 없던 데이터(팬텀 행) 나타남
    • id : 1 / name : 신짱구 / tx_id : 3
    • id : 2 / name : 훈이 / tx_id : 3
    • id : 3 / name : 맹구 / tx_id : 7 (이전 쿼리에 없던 데이터(팬텀 행))

• SERIALIZABLE : 가장 엄격한 격리 수준, 동시에 같은 행에 접근할 수 없음. 모든 부정합 문제 해결
  - 한 트랜잭션이 끝날때까지 절대 접근 불가
  - 동시 처리가 불가능함으로 권장X

  정리

  	DIRTY READ	NON-REPEATABLE READ	PHANTOM READ
  READ UNCOMMITTED	O	O	O
  READ COMMITED		O	O
  REPEATABLE READ			O
  SERIALIZABLE

• READ UNCOMMITTED : 커밋이 되지 않은 데이터에 접근 가능하며 3가지 부정합 문제가 모두 발생

• READ COMMITTED : 커밋이 된 데이터에만 접근할 수 있고 DIRTY READ의 부정합 문제 해결

• REPEATABLE READ : 트랜잭션 번호가 자신보다 낮은 번호에만 접근 해서 NON REPEATABLE 문제를 해결 했으나 PHANTOM READ 부정합 문제가 발생

• SERIALIZABLE : 가장 강력한 레벨로 모든 부정합 문제를 해결하지만 동시성이 매우 떨어짐

• jpa 에서는 READCOMMITED로 기본값 사용

  • 더 높은 격리수준이 필요하다면 비관적 락 OR 낙관적 락 사용