2022-07-03 @이영훈
데이터베이스의 트랜잭션에 관한 내용을 기록으로 남깁니다
김연희 교수님의 데이터베이스 개론 책을 참고하였습니다
트랜잭션의 개념
트랜잭션(Transaction)은 하나의 작업을 수행하는 데 필요한 데이터베이스의 연산들을 모아놓은 것으로
•
데이터베이스에서 논리적인 작업의 단위가 된다.
•
데이터베이스에 장애가 발생했을 때 데이터를 복구하는 작업의 단위도 된다.
[인터넷뱅킹 예시]
성호 → 
5,000원 → 은경
5,000원 → 은경성호의 계좌에서 5천원이 빠지고 은경의 계좌에 5천원이 입금되는 작업이 모두 일어나야 한다.
트랜잭션 처리를 하지 않고 시스템의 장애가 발생한다면, 성호의 계좌에서 5천원만 빠지고 은경의 계좌에 5천원이 입금되지 않거나 성호의 계좌에서 돈이 빠지지 않았는데 은경의 계좌에서 5천원만 입금되는 경우가 발생할 수 있다.
트랜잭션 특징 (ACID)
•
원자성: 트랜잭션의 연산이 모두 정상적으로 수행되거나 하나도 수행되지 않아야 한다.
•
일관성: 트랜잭션이 수행된 후에도 데이터베이스가 일관성이 있는 상태여야 한다.
•
격리성: 수행 중인 트랜잭션이 완료될 때까지 다른 트랜잭션들이 중간 연산 결과에 접근할 수 없다.
•
지속성: 트랜잭션의 수행이 완료된 후에 데이터베이스에 반영된 결과는 영구적이어야 한다.
원자성 (atomicity)
•
트랜잭션을 구성하는 연산들이 모두 정상적으로 실행되거나 하나도 실행되지 않아야 한다라는 all-or-nothing 방식을 의미한다.
•
만약 트랜잭션을 수행하다가 장애가 발생하여 작업을 완료하지 못했다면, 지금까지 실행한 연산 처리를 모두 취소하고 데이터베이스를 트랜잭션 작업 전의 상태로 되돌려 트랜잭션의 원자성을 보장해야 한다.
일관성 (consistency)
•
트랜잭션이 성공적으로 수행된 후에도 데이터베이스가 일관된 상태를 유지해야 함을 의미한다.
•
트랜잭션이 수행되는 과정에서는 데이터베이스가 일시적으로 일관된 상태가 아닐 수 있지만 트랜잭션 수행이 성공적으로 완료된 후에는 데이터베이스가 일관된 상태를 유지해야 한다.
•
인터넷뱅킹 예시
트랜잭션을 수행하기 전에 성호의 계좌 잔액은 10,000원이고 은경의 계좌 잔액은 0원으로, 두 사람의 계좌 잔액 합계는 10,000원이다. 트랜잭션이 수행된 후에 성호와 은경의 계좌 잔액은 모두 5,000원으로 트랜잭션이 수행되기 전과 달라졌지만 계좌 잔액의 합계는 여전히 10,000원이다. 이로써 데이터베이스가 모순되지 않고 일관성 있는 상태를 유지하고 있음을 알 수 있다.
격리성 (isolation)
•
현재 수행 중인 트랜잭션이 완료될 때까지 트랜잭션이 생성한 중간 연산 결과에 다른 트랜잭션들이 접근할 수 없음을 의미한다.
•
일반적으로 데이터베이스 시스템에서는 여러 트랜잭션이 동시에 수행되지만 각 트랜잭션이 독립적으로 수행될 수 있도록 다른 트랜잭션의 중간 연산 결과에 서로 접근하지 못하게 한다.
지속성 (durability)
•
트랜잭션이 성공적으로 완료된 후 데이터베이스에 반영한 수행 결과는 어떠한 경우에도 손실되지 않고 영구적이어야 한다.
•
시스템에 장애가 발생하더라도 트랜잭션 작업 결과는 없어지지 않고 데이터베이스에 그대로 남아 있어야 한다.
•
지속성을 보장하려면 자애가 발생했을 때 데이터베이스를 원래 상태로 복구하는 ‘회복 기능'이 필요하다.
트랜잭션의 특성을 지원하는 DBMS 기능
트랜잭션 특성 | DBMS 기능 |
원자성 | 회복 기능 |
일관성 | 병행 제어 기능 |
격리성 | 병행 제어 기능 |
지속성 | 회복 기능 |
트랜잭션의 연산
commit 연산
•
트랜잭션이 성공적으로 수행되었음을 선언 (작업 완료)
•
트랜잭션이 수행한 최종 결과를 데이터베이스에 반영한다
rollback 연산
•
트랜잭션을 수행하는 데 실패했음을 선언 (작업 취소)
•
트랜잭션이 지금까지 실행한 연산의 결과가 취소되고 트랜잭션이 수행되기 전의 상태로 되돌아간다
트랜잭션의 상태
트랜잭션은 다섯 가지 상태 중 하나에 속하게 된다.
•
트랜잭션이 수행되기 시작하면 활동 상태가 되고,
•
활동 상태의 트랜잭션이 마지막 연산을 처리하고 나면 부분 완료 상태가 되며,
•
부분 완료 상태의 트랜잭션이 commit 연산을 실행하면 완료 상태가 된다.
•
활동 상태나 부분 완료 상태에서 여러 원인으로 인해 더는 정상적인 수행이 불가능하게 되면 트랜잭션은 실패 상태가 된다.
•
실패 상태의 트랜잭션은 rollback 연산의 실행으로 철회 상태가 된다.
•
트랜잭션이 완료 상태 이거나 철회 상태가 되면 트랜잭션이 종료된 것으로 판단한다.
활동 상태 (active)
•
트랜잭션이 수행되기 시작하여 현재 수행 중인 상태를 활동 상태라고 한다.
부분 완료 상태 (partially committed)
•
트랜잭션의 마지막 연산이 실행된 직후의 상태를 부분 완료 상태라 하는데, 이는 트랜잭션의 모든 연산을 처리한 상태다.
•
모든 연산의 처리가 끝났지만 트랜잭션이 수행한 최종 결과를 데이터베이스에 아직 반영하지 않은 상태다.
완료 상태 (committed)
•
트랜잭션이 성공적으로 완료되어 commit 연산을 실행한 상태를 완료 상태라고 한다.
•
트랜잭션이 완료 상태가 되면 트랜잭션이 수행한 최종 결과를 데이터베이스에 반영하고, 데이터베이스가 새로운 일관된 상태가 되면서 트랜잭션이 종료된다.
실패 상태 (failed)
•
하드웨어나 소프트웨어의 문제, 트랜잭션 내부의 오류 등 여러 이유로 인해 장애가 발생하여 트랜잭션의 수행이 중단된 상태를 실패 상태라고 한다.
철회 상태 (aborted)
•
트랜잭션을 수행하는 데 실패하여 rollback 연산을 실행한 상태를 철회 상태라고 한다.
•
트랜잭션이 철회 상태가 되면 지금까지 실행한 트랜잭션의 연산을 모두 취소하고 트랜잭션이 수행되기 전의 데이터베이스 상태로 되돌리면서 트랜잭션이 종료된다.
•
철회 상태로 종료된 트랜잭션은 상황에 따라 다시 수행되거나 폐기된다.
◦
트랜잭션의 내부 문제가 아닌, 하드웨어의 이상이나 소프트웨어의 오류로 트랜잭션의 수행이 중단되고 철회 상태가 된 경우에는 철회된 트랜잭션을 다시 시작한다.
◦
트랜잭션이 처리하려는 데이터가 데이터베이스에 존재하지 않거나 트랜잭션의 논리적인 오류가 원인인 경우에는 철회된 트랜잭션을 폐기한다.