트랜잭션(Transaction)이란?

트랜잭션(Transaction)은 데이터베이스에서 한 번에 수행되어야 하는 연산들의 모음을 의미합니다. 트랜잭션은 논리적인 작업 단위로 취급되며, 이 단위 내의 작업들이 모두 성공하거나, 모두 실패해야 합니다. 트랜잭션이 성공하면 해당 작업들이 영구히 저장되고, 실패하면 롤백되어 아무 일도 일어나지 않은 것처럼 처리됩니다.

트랜잭션의 4가지 특성 (ACID 원칙)

트랜잭션은 ACID라고 불리는 4가지 중요한 특성을 갖습니다:

Atomicity (원자성)

트랜잭션에 포함된 작업들은 모두 성공하거나 모두 실패해야 합니다. 하나라도 실패하면 트랜잭션 전체가 실패한 것으로 간주되며, 데이터베이스는 트랜잭션 실행 전 상태로 되돌아가게 됩니다.
예시: 은행 이체에서 한 계좌에서 돈을 출금하고 다른 계좌로 입금하는 두 작업이 있을 때, 둘 중 하나만 성공하면 데이터의 불일치가 발생하므로, 둘 다 성공하거나 둘 다 실패해야 합니다.

Consistency (일관성)

트랜잭션이 시작되기 전과 완료된 후에 데이터베이스는 일관성 있는 상태여야 합니다. 즉, 트랜잭션이 성공적으로 끝나면 모든 데이터는 비즈니스 규칙을 만족해야 하며, 데이터 무결성을 해치지 않아야 합니다.
예시: 특정 트랜잭션이 제약 조건을 위반하거나 데이터 무결성을 해치는 경우 트랜잭션은 실패해야 합니다.

Isolation (격리성)

여러 트랜잭션이 동시에 실행될 때, 각각의 트랜잭션은 독립적으로 실행되는 것처럼 보여야 합니다. 다른 트랜잭션이 완료되기 전에는 그 영향을 보지 않아야 합니다. 즉, 트랜잭션 간의 간섭을 방지하는 것입니다.
예시: 두 개의 트랜잭션이 동시에 같은 데이터를 수정하려고 할 때, 한 트랜잭션이 끝날 때까지 다른 트랜잭션은 그 수정된 데이터를 보지 못합니다.

Durability (지속성)

트랜잭션이 성공적으로 완료되면 그 결과는 영구적으로 데이터베이스에 반영되어야 하며, 시스템 장애가 발생하더라도 트랜잭션이 성공한 상태는 보존되어야 합니다.
예시: 전원이 갑자기 나가거나 시스템이 충돌하더라도, 커밋된 트랜잭션의 결과는 손실되지 않습니다.

트랜잭션의 주요 동작: COMMIT과 ROLLBACK

COMMIT (커밋)

설명: 트랜잭션 내의 모든 작업이 성공적으로 수행되었음을 확인하고, 그 결과를 데이터베이스에 영구적으로 반영하는 명령입니다. COMMIT이 실행되면 트랜잭션이 완료되며, 그때까지의 모든 변경사항은 확정됩니다.

특징:

트랜잭션이 성공적으로 완료되었음을 의미.
데이터베이스에 영구적으로 변경사항이 반영됨.
트랜잭션이 종료되며, 다른 트랜잭션에서 그 결과를 볼 수 있게 됩니다.
예시: 은행 이체에서 출금과 입금이 모두 성공적으로 이루어진 경우, COMMIT을 실행하여 이체가 완료되었다는 사실을 데이터베이스에 반영합니다.

ROLLBACK (롤백)

설명: 트랜잭션 내의 작업 중 하나라도 실패할 경우, 트랜잭션을 시작하기 전에 수행한 모든 작업을 취소하고, 데이터베이스를 이전 상태로 복구하는 명령입니다. 트랜잭션이 실패하거나 명시적으로 ROLLBACK이 호출되면, 그동안 수행된 모든 변경사항이 무효화됩니다.

특징:

트랜잭션이 실패했거나 중단되었음을 의미.
데이터베이스는 트랜잭션 시작 이전의 상태로 되돌아감.
트랜잭션 내에서 변경된 모든 데이터는 원래대로 복구됨.
예시: 은행 이체 중 출금은 성공했지만 입금이 실패한 경우, ROLLBACK을 실행하여 출금 작업을 취소하고, 데이터베이스를 트랜잭션 이전 상태로 되돌립니다.

트랜잭션 동작 흐름 예시

트랜잭션 시작
트랜잭션이 시작되고 데이터베이스에 작업이 수행됩니다. 예를 들어, A 계좌에서 100원을 출금하고 B 계좌에 100원을 입금하는 작업을 트랜잭션으로 묶을 수 있습니다.

작업 수행

A 계좌에서 100원 출금
B 계좌에 100원 입금

• 성공 시: COMMIT
  두 작업이 모두 성공하면, COMMIT을 실행하여 변경 사항을 영구히 데이터베이스에 반영합니다.

• 실패 시: ROLLBACK
  만약 중간에 입금 작업이 실패했다면, ROLLBACK을 실행하여 출금 작업도 취소하고 트랜잭션 이전 상태로 되돌립니다.

이처럼 COMMIT과 ROLLBACK은 트랜잭션의 성공 또는 실패 여부에 따라 데이터베이스의 상태를 결정하는 중요한 역할을 합니다.

---

Q1: 트랜잭션 격리 수준이 낮아지면 트랜잭션의 어떤 특성이 영향을 받게 될까요?

답: 트랜잭션 격리 수준이 낮아지면 주로 Isolation (격리성)이 영향을 받습니다. 트랜잭션 간의 독립성이 약해지면서 Dirty Read, Non-repeatable Read, Phantom Read와 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 격리성이 낮을수록 트랜잭션 간에 더 많은 간섭이 발생하게 되고, 이는 데이터의 일관성에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, READ UNCOMMITTED 수준에서는 트랜잭션이 커밋되지 않은 데이터를 읽을 수 있어 데이터 무결성을 해칠 수 있습니다.

Q2: 트랜잭션 내에서 COMMIT을 여러 번 사용하면 어떤 일이 일어날까요?

답: 일반적으로 트랜잭션 내에서는 하나의 COMMIT만 사용해야 합니다. 만약 COMMIT을 여러 번 사용한다면, 첫 번째 COMMIT 이후에는 트랜잭션이 종료되며, 그 후의 작업은 새로운 트랜잭션으로 처리되어야 합니다. 한 번 커밋된 후에는 이전 트랜잭션의 변경 사항이 영구적으로 데이터베이스에 반영되기 때문에, 이후의 작업에 대해 더 이상 ROLLBACK할 수 없습니다. 트랜잭션 관리의 복잡성을 높이므로, 실무에서는 트랜잭션 내에서 COMMIT을 여러 번 사용하는 것을 피하는 것이 좋습니다.

Q3: 애플리케이션에서 트랜잭션 관리에 실패했을 때 발생할 수 있는 문제는 무엇일까요?

답: 애플리케이션에서 트랜잭션 관리에 실패하면 여러 가지 심각한 문제가 발생할 수 있습니다:

데이터 무결성 문제: 트랜잭션이 부분적으로만 성공하고 중간에 실패하면 데이터의 일관성이 깨질 수 있습니다. 예를 들어, 은행 이체에서 출금은 되었지만 입금이 이루어지지 않는 경우가 발생할 수 있습니다.

데이터 손실: 트랜잭션이 커밋되기 전에 실패하거나 ROLLBACK이 제대로 처리되지 않으면 데이터가 손실될 수 있습니다. 이로 인해 시스템에 큰 혼란이 생길 수 있습니다.

데이터 불일치: 여러 트랜잭션이 동시에 실행되면서 서로 간섭할 경우 데이터 불일치가 발생할 수 있습니다. 트랜잭션이 제대로 격리되지 않으면 하나의 트랜잭션이 다른 트랜잭션의 미완료 데이터를 읽어 잘못된 결과를 도출할 수 있습니다.

교착 상태 (Deadlock): 트랜잭션이 서로 잠금 자원을 대기하는 상황에서 교착 상태에 빠질 수 있으며, 시스템 전체가 멈추는 결과를 초래할 수 있습니다.

따라서 애플리케이션에서 트랜잭션 관리를 적절하게 하지 않으면 데이터베이스 시스템의 신뢰성 및 데이터 무결성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.