🔐 데이터베이스 락(DB Lock) 이해하기

DB Lock이란? 🤔

• DB Lock은 데이터베이스에서 여러 트랜잭션이 동시에 같은 데이터에 접근할 때, 데이터의 무결성(일관성)을 보장하기 위한 메커니즘입니다.
• 쉽게 말해, 한 트랜잭션이 특정 데이터에 대해 작업 중일 때 다른 트랜잭션의 접근을 차단하여 충돌을 방지하는 잠금 장치입니다.
• 이를 통해 데이터의 일관성을 유지하고 충돌 방지를 보장할 수 있습니다.

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DB Lock의 필요성 📌

• 데이터베이스는 여러 사용자나 시스템이 동시에 데이터를 읽고 쓰는 환경에서 운영됩니다.
  이런 환경에서 발생할 수 있는 주요 문제는 다음과 같습니다:

1. Dirty Read (더티 리드) 🛑

한 트랜잭션이 데이터를 수정 중일 때, 다른 트랜잭션이 해당 데이터를 읽으면 잘못된 데이터가 참조될 수 있습니다.

💡 예시:
1️⃣ 트랜잭션 A가 고객 계좌 잔액에 1000원을 더해 5000원 → 6000원으로 수정하지만, 아직 커밋하지 않았습니다.
2️⃣ 트랜잭션 B가 수정 중인 잔액(6000원)을 읽어 잘못된 계산을 수행합니다.
3️⃣ 이후 트랜잭션 A가 롤백되어 잔액은 5000원이지만, 트랜잭션 B는 잘못된 데이터를 기반으로 동작하게 됩니다.

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2. Non-repeatable Read (반복 불가능한 읽기) 🔁

한 트랜잭션이 동일한 데이터를 두 번 읽었을 때 값이 변경되는 상황입니다.

💡 예시:
1️⃣ 트랜잭션 A가 고객 계좌 잔액(5000원)을 읽습니다.
2️⃣ 트랜잭션 B가 잔액을 7000원으로 수정하고 커밋합니다.
3️⃣ 트랜잭션 A가 같은 데이터를 다시 읽으면 잔액이 7000원으로 변경된 것을 확인합니다.

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3. Lost Update (업데이트 손실) ❌

두 트랜잭션이 동시에 데이터를 수정하려 할 때, 한 트랜잭션의 수정 내용이 사라지는 경우입니다.

💡 예시:
1️⃣ 트랜잭션 A가 잔액을 5000원 → 6000원으로 수정하고 커밋하지 않았습니다.
2️⃣ 트랜잭션 B가 잔액을 5000원 → 7000원으로 수정하고 즉시 커밋합니다.
3️⃣ 이후 트랜잭션 A가 6000원으로 커밋하면 트랜잭션 B의 수정 내용(7000원)이 사라집니다.

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DB Lock의 종류 🗂️

1. 공유 락 (Shared Lock, S Lock) 🤝

• 데이터를 읽을 때 사용하는 락입니다. 여러 트랜잭션이 동시에 데이터를 읽을 수 있지만, 수정은 불가능합니다.

💡 예시:
1️⃣ 트랜잭션 A가 고객 정보를 조회합니다. (공유 락이 걸립니다.)
2️⃣ 트랜잭션 B도 같은 데이터를 조회할 수 있습니다.
3️⃣ 그러나 트랜잭션 C가 데이터를 수정하려고 시도하면 대기 상태가 됩니다.

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2. 배타 락 (Exclusive Lock, X Lock) 🚫

• 데이터를 수정할 때 사용하는 락입니다. 배타 락이 걸리면 다른 트랜잭션은 데이터를 읽거나 수정할 수 없습니다.

💡 예시:
1️⃣ 트랜잭션 A가 상품의 재고를 수정하며 배타 락을 설정합니다.
2️⃣ 트랜잭션 B와 C가 재고를 조회하거나 수정하려고 하면 대기 상태가 됩니다.
3️⃣ 트랜잭션 A가 작업을 완료하고 락을 해제한 후에야, 다른 트랜잭션이 진행됩니다.

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3. 비관적 락 (Pessimistic Locking) 🛡️

• 데이터를 읽을 때부터 락을 걸어 다른 트랜잭션의 접근을 차단하는 방식입니다.

💡 예시:
1️⃣ 트랜잭션 A가 계좌 잔액을 조회하며 비관적 락을 설정합니다.
2️⃣ 트랜잭션 B가 동일한 데이터를 조회하려고 하면 대기 상태가 됩니다.
3️⃣ 트랜잭션 A가 작업을 끝내고 락을 해제한 후에야, 트랜잭션 B가 진행됩니다.

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4. 낙관적 락 (Optimistic Locking) 😊

• 데이터를 수정할 때 충돌을 감지하는 방식으로, 수정 전에는 락을 걸지 않습니다.

💡 예시:
1️⃣ 트랜잭션 A와 B가 동시에 상품 가격을 수정하려 합니다.
2️⃣ 트랜잭션 A가 가격을 수정하고 버전을 1 → 2로 증가시킵니다.
3️⃣ 트랜잭션 B는 충돌을 감지하고 수정 작업을 재시도하거나 중단합니다.

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5. 명명된 락 (Named Lock) 🏷️

• 특정 이름으로 설정한 락을 통해 리소스 접근을 제어합니다.

💡 예시:
1️⃣ 트랜잭션 A가 "월간 보고서 생성"이라는 락을 설정합니다.
2️⃣ 트랜잭션 B는 같은 작업을 시도하려 하지만 대기 상태가 됩니다.
3️⃣ 트랜잭션 A가 작업을 완료한 후, 트랜잭션 B가 실행됩니다.

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6. 분산 락 (Distributed Lock) 🌍

• 여러 시스템에서 동일한 자원에 대한 접근을 제어하기 위해 사용됩니다. Redis 같은 시스템에서 주로 구현됩니다.

💡 예시:
1️⃣ 서버 A가 좌석 10번 예약을 시도하며 Redis에 락을 설정합니다.
2️⃣ 서버 B도 좌석 10번을 예약하려 하지만 락이 설정되어 대기 상태가 됩니다.
3️⃣ 서버 A가 작업을 완료하고 락을 해제하면, 서버 B가 작업을 시작합니다.

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DB Lock은 데이터베이스 환경에서 데이터의 무결성과 일관성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
적절한 락 전략을 선택하면 동시성 문제를 방지하고, 효율적인 데이터 처리를 할 수 있습니다.