트랜잭션 격리수준(DB Isolation Level)

# 무결성과 정합성

무결성(Integrity) : 흠이 없이 온전함. 데이터 값이 정확한 상태인가? 이상한 값이 아닌가?

정합성(Consistency) : 모든 트랜잭션에서 같은 데이터값이 모순 없이 일치한가?

 

데이터베이스에서는 데이터의 무결성과 정합성을 지키기위해 타입마다 다른 '제약조건'을 걸어 사용한다.

http://www.gurubee.net/lecture/3583

 

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# 트랜잭션의 격리수준 (Isolation Level)이란?

트랜잭션에서 일관성이 없는 데이터를 허용하는 수준. 구체적으로 말하자면 동시에 여러 트랜잭션이 처리 될 때, A 트랜잭션이 B트랜잭션에서 [변경&조회하는 데이터]를 읽을 수 있도록 허용할지 말지를 결정하는 수준을 의미한다.

 

트랜잭션은 원자적이면서 독립적인 수행을 해야한다.(ACID) 그래서 트랜잭션이 DB를 다루는 동안, 다른 트랜잭션이 관여 못하게 Locking을 해야하는데, 무작정 다 잠그게되면 DB의 성능이 크게 떨어진다. 어디까지 잠글 것인가 정하는 것이 트랜잭션의 격리수준이다.

 

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# Shared Lock 과 Exclusive Lock

• 이 두가지를 테이블의 row(데이터)마다 걸리는 row-level lock이라고 한다.
• Shared Lock(S lock): 읽기, 공유에 대한 lock
• Exclusive Lock(X lock): 상호베타적인 lock, 즉 쓰기에 대한 lock

쉽게말해 Shared lock을 사용하는 쿼리끼리는 같은 데이터에 접근 가능하다. 하지만 Exclusive lock이 걸린 데이터는 다른 어떠한 쿼리도 접근 불가능하다.

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# 트랜잭션 격리수준 4단계

기본적으로 레벨이 증가할 수록 lock의 범위가 커져 동시 처리성능은 떨어지고 무결성을 엄격하게 유지한다.

1. READ UNCOMMITTED (커밋 무시하고 중간에 막 읽기)
2. READ COMMITTED (커밋된 데이터만 읽기)
3. REPEATABLE READ (한 트랜잭션에서 여러번 읽어도 동일함 보장)
4. SERIALIZABLE

 

# LV 0. Read uncommitted

• 커밋되지 않은 데이터를 읽는다. 즉 Lock따윈 걸지 않는다.
• 트랜잭션 Commit, Rollback 여부에 상관없이 다른 트랜잭션이 값을 읽을 수 있다.
• 당연한거지만 정합성(모든 트랜잭션에서 일치함) 문제가 많이 발생한다.
• Dirty Read(트랜잭션 작업이 완료되지 않은 미완성 데이터를 읽음) 현상이 발생한다.

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# LV 1. Read committed

• 커밋된 데이터를 읽는다. (당연히 Rollback된 데이터는 읽지 못한다.)
• 실제 테이블 값을 가져오는 것이 아니라, 백업되어 복구 가능한 Undo 영역 값을 가져오게 된다.
• 대부분의 RDB에서 기본값으로 사용하는 격리 수준이다.
• Dirty Read를 방지할 수 있다.

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@ Read Committed의 문제점

• 한 트랜잭션내에서 같은 값을 여러번 읽었을 때, 동일함을 보장할 수 없다. (Repeatable READ 정합성)
• 트랜잭션 A가 같은 값을 다시 읽기전에 트랜잭션B 에서 커밋이 일어날 수 있기 때문이다.
• 은행의 입출금 같이 데이터의 정합성이 중요한 서비스에서 찾기힘든 치명적인 문제를 만들 수 있다.

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# LV 3 Repeatable Read

• 한 트랜잭션 내에서 같은 값을 여러번 읽어도 정합성을 보장하는 읽기이다.
• DB마다 구현방법이 다르다. 보통 데이터를 처음읽을 때 snapshot을 찍어 정합성을 보장한다.
• 스냅샷을 찍어서 사용하게되면 Phantom Read가 발생할 수 있다. (아래에 설명)

데이터는 이미 Jeju로 바뀌었는데, 우측 트랜잭션은 백업(Undo, 스냅샷)을 계속 읽는다.

 

@Repeatable Read의 문제점

• Phantom Read (한 트랜잭션에서 특정 레코드가 보였다가 안보였다가 하는 현상) 발생한다.
• 한 트랜잭션에서 값을 읽었을 때, 첫번째에는 안보이던 레코드가 두번째 조회에서는 보이는 현상.
• 이를 방지하기 위해서는 쓰기 잠금까지 걸어야 한다.

 

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# LV 4 Serializable

• 단순하고 무식한 격리수준
• 한 트랜잭션이 완료되기 전까지 해당 데이터에 수정이 불가능하다. (lock)
• 동시 처리 성능이 가장 낮고 데드락 발생가능성이 매우 높다.
• Phantom Read를 포함한 대부분의 문제는 막을 수는 있지만 성능이 너무 떨어져 거의 사용하지 않는다.

 

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# 트랜잭션 격리수준 문제현상

위에서 설명한 문제들을 정리한 표이다.

Dirty Read : 커밋되지 않은 수정중인 데이터를 다른 트랜잭션에서 읽을 수 있다. (더러운 데이터를 읽음)

Non-Repetable Read : 한 트랜잭션내에서 같은 데이터를 여러번 읽었을 때 정합성을 보장하지 않는 문제

Phantom Read : 한 트랜잭션에서 같은 쿼리를 두번 수행할 때, 첫번째 쿼리에 없던 데이터가 추가되는 문제

 

이 글을 읽었다면, 아래의 표가 무슨 의미인지 이해할 수 있게 되었을 것이다.