[DB] ACID란? Transaction이란?

ACID는 DB 트랜잭션의 안정성 보장을 위해 필요한 성질을 정리한 것.

원자성, 고립, 일관성, 영구성으로 트랜잭션을 제어하기 위해서 알아야한다. 

 

0. Transaction은 무엇인가

• One unit of work에서의 쿼리 집합이다.
• 즉 서버로 치면 connection을 기준으로 하나의 트랜잭션으로 구분한다.
• 쿼리 1개로 비즈니스 로직을 수행하지 못한다. 하여 쿼리 집합이 필요하고 집합을 트랜잭션으로 구분한다.
  • ex) 예금 이체 (SELECT, UPDATE, UPDATE 3개가 필요) 
• 트랜젝션의 Life span
  • Transaction BEGIN
  • Transaction COMMIT
  • Transaction ROLLBACK
• 트랜젝션의 2가지 성격
  • 변경, 수정을 위한 트랜잭션
  • readonly 트랜잭션
• 트랜잭션은 모든 요청에 항상 실행된다.

 

1. Atomicity (원자성)

• 원자성
  • 원자(原子, atom)는 일상적인 물질을 이루는 가장 작은 단위이다. 일상적인 물질들이 원소로 구성되어 있기 때문에, 이는 화학 반응을 통해 더 쪼갤 수 없는 단위
  • 즉 트랜잭션은 쪼갤 수 없다는 것을 뜻한다.
• 하나의 트랜잭션 안에 모든 쿼리는 전부 성공해야한다.
• 하나의 트랜잭션 안에서 단 하나의 쿼리라도 실패하면 ROLLBACK

 

2. Isolation (격리)

• Multiple Transaction이 발생 READ vs UPDATE
• 읽기 트랜잭션에서 다른 트랜잭션의 업데이트 내용을 알아야할까?
• Read Phenomena (읽기 이상 현상)
• 다른 트랜잭션의 영향을 받아 읽어온 데이터가 이상한 현상을 뜻한다.
  • Dirty reads
    • ex. 다른 트랜잭션의 commit전 데이터 변경을 읽는 경우
  • Non-repeatable reads
    • 트랜잭션 중간에 다른 트랜잭션의 commit 변경 사항을 읽어서 읽는 데이터가 정합성 보장 안되는 경우
  • Phantom reads
    • 트랜잭션 중간에 다른 트랜잭션에서 insert한 데이터를 읽은 경우
  • Lost updates
    • 업데이트 하는 트랜잭션 중간에 다른 트랜잭션 변경한 것을 읽은 경우
• Read Phenomena은 트랜잭션 격리로 방지할 수 있다. (단 성능과 Trade off 관계)

위키피디아

• Isolation Levels
  • 격리 레벨
    • READ_UNCOMMITTED : No Isolation, Dirty Read 발생, 그러나 가장 빠르다.
    • READ_COMMITTED : 트랜잭션이 다른 트랜잭션이 커밋된 결과만 읽는다. 트랜잭션 중간에도 다른 트랜잭션의 커밋 결과를 읽는다. (데드락 예방에 권장 https://jsonobject.tistory.com/427)
    • REPEATABLE_READ : 트랜잭션 중 읽는 데이터에 변경이 없는 것을 보장. 그러나 Phantom read는 방지하지 못한다. 또한 READ_COMMITED에 비해서 느리다. 
    • SNAPSHOT : 트랜잭션 시작 시점의 데이터 보장. Read Phenomena를 제거 될 것을 보장한다.
    • SERIALIZABLE : 트랜잭션의 동시성 포기, 다중 트랜잭선을 순서대로 실행
• RDBMS 마다 isolation 구현 방식이 다르다.
• 격리 방식
  • Pessimistic : Row level Lock, table Lock, page locks to avoid lost updates (비용이 너무 비싸다)
  • Optimistic : No locks, version으로 관리, 그러나 개발시 작업이 많아진다.

 

3. Consistency

데이터의 일관성 

• (DB 데이터의 일관성) Consistency in Data
• (DB 읽기에 일관성) Consistency in reads

 

4. Durability

• 컴퓨터에 장애가 나도 휘발하지 않는 저장소 보장
• Durability 관련 기술
  • WAL : write ahead log
  • OS Cache
  • Asynchronous snapshot
  • AOF

 

Reference

위키피디아, 최범균님 유튜브, 지단 로보트님 블로그 참고

https://en.wikipedia.org/wiki/Isolation_(database_systems)

https://www.youtube.com/watch?v=urpF7jwVNWs 

https://www.youtube.com/watch?v=poyjLx-LOEU

https://jsonobject.tistory.com/427