트랜잭션 격리수준

트랜잭션의 격리 수준은 동시에 여러 트랙션이 실행될 때 한 트랜잭션이 다른 트랜잭션의 연산에 영향을 받지 않도록 하는 정도를 의미한다. 낮게 설정한 격리 수준은 처리 능력을 높이지만, 데이터가 맞지 않는 일관성 문제를 발생시킬 수 있고 높게 설정한 격리 수준은 일관성을 보장해주지만 동시 처리 능력이 현저히 떨어질 수 있다.즉, 데이터 정합성과 성능은 반비례하므로 상황에 맞게 설정하는 것이 중요하다. 정리하자면 트랜잭션의 격리 수준은 개발자가 트랜잭션 격리 수준을 설정할 수 있는 기능을 제공하는 기능이다.

 

트랜잭션 격리 수준은 어떤 것이 있고 각각 어떤 특징이 있나?

트랜잭션의 격리 수준은 READ UNCOMMITTED, READ COMMITTED, REPEATABLE READ, SERIALIZABLE가 존재한다.

 

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READ UNCOMMITTED

READ UNCOMMITTED는 커밋이 되지 않은 트랜잭션의 데이터 변경 내용을 다른 트랜잭션이 조회하는 것을 허용하는 것이다. 즉 COMMIT 이나 ROLLBACK 여부에 상관 없이 다른 트랜잭션에서 값을 읽을 수 있다는 것이다.

그러므로 격리 수준에서는 Dirty Read, Phantom Read, Non-Repeatable Read의 문제가 발생할 수 있다.

 

READ UNCOMMITTED

 

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READ COMMITTED

READ COMMITED는 COMMIT이 완료된 트랜잭션의 변경사항만 다른 트랜잭션에서 조회할 수 있도록 허용하는 것이다. 특정 트랜잭션이 이루어지는 동안, 다른 트랜잭션은 해당 데이터에 접근할 수 없다.

READ COMMITED - 행복한 시점

 

위 사진 상으로만 보면 커밋된 정보를 가져오기 때문에 이론상 문제가 없어 보이지만 사실 여기엔 허점이 있다.

아래의 사진을 한번 보자

 

READ COMMITED - 정합성 문제

 

트랜잭션-1이 ID 222 행을 UPDATE 했지만 커밋이 되지 않은 상태로 트랜잭션-2가 조회하면 Jeju가 아닌 Busan값을 가져온다. 하나의 트랜잭션 내에서 똑같은 SELECT 쿼리를 실행했을 때 항상 같은 결과를 가져와야 하는 REPEATABLE READ의 정합성에 어긋나게 된다.

 

그러므로 Dirty Read 문제는 발생하지 않지만, 여전히 Phantom Read, Non-Repeatable Read 문제가 발생할 수 있다.

 

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REPEATABLE READ

일반적인 RDBMS는 변경 전의 레코드를 Undo 공간에 백업해둔다. 그러면 변경 전/후 데이터가 모두 존재하므로, 동일한 레코드에 대해 여러 버전의 데이터가 존재한다고 하여 이를 MVCC(Multi-Version Concurrency Control, 다중 버전 동시성 제어)라고 부른다. MVCC를 통해 트랜잭션이 롤백된 경우에 데이터를 복원할 수 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 트랜잭션 간에 접근할 수 있는 데이터를 세밀하게 제어할 수 있다. 각각의 트랜잭션은 순차 증가하는 고유한 트랜잭션 번호가 존재하며, 백업 레코드에는 어느 트랜잭션에 의해 백업되었는지 트랜잭션 번호를 함께 저장한다. 그리고 해당 데이터가 불필요해진다고 판단하는 시점에 주기적으로 백그라운드 쓰레드를 통해 삭제한다.

- 굉장히 잘 적어주셔서 인용해왔다 [출처: https://mangkyu.tistory.com/299]

 

REPEATABLE READ는 MVCC를 이용해 트랜잭션에서 특정 레코드를 조회할 때 항상 같은 데이터를 응답하는 것을 보장한다.

 

REPEATABLE READ

 

설명 상으로만 보면 아무 문제가 발생하지 않을 것 같지만.. 아니다. 아래 그림을 한번 보자.

REPEATABLE READ - Phantom Read

 

REPEATABLE READ는 새로운 레코드의 추가까지는 막지 않는다. 따라서 SELECT로 조회한 경우 트랜잭션이 끝나기 전에 다른 트랜잭션의 의해 추가된 레코드가 발견될 수 있는데 이를 Phantom Read라고 한다. 하지만 MVCC 덕분에 일반적인 조회에서 Phantom Read는 발생하지 않는데, 자신보다 나중에 실행된 트랙잭션이 추가한 레코드는 무시하면 되기 때문이다.

 

정리하자면 Non-Repeated Read 문제가 발생하지 않지만, Phantom Read 문제가 발생할 수 있다.

 

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SERIALIZABLE

SERIALIZABLE은 가장 엄격한 격리 수준으로 이름 그대로 모든 트랜잭션을 순차적으로 실행시킨다.

여러 트랜잭션이 동일한 레코드에 동시 접근할 수 없는 환경이므로 어떠한 데이터 부정합 문제도 발생하지 않는다.

하지만 트랜잭션이 순차적으로 처리되어야 하므로 동시 처리 능력이 매우 떨어진다.

극단적으로 안전한 작업이 필요한 경우가 아니라면 사용해서는 안된다.

 

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트랜잭션 격리 수준 중 발생할 수 있는 문제들 정리

Dirty Read는 한 트랜잭션이 다른 트랜잭션이 변경 중인 데이터를 읽는 경우를 의미한다.

다른 트랜잭션이 아직 커밋되지 않은 (롤백할 가능성이 있는) 데이터를 읽어서, 데이터가 나중에 롤백된 경우

데이터의 일관성을 깨뜨릴 수 있는 문제.

 

Phantom Read는 한 트랜잭션이 동일한 쿼리를 두 번 실행했을 때, 두 번의 쿼리 사이에 다른 트랜잭션이

삽입, 갱신, 삭제 등의 작업을 수행해 결과 집합이 달라지는 경우를 말한다. 이로 인해 한 트랜잭션 내에서 일관성 없는
결과를 가져오는 문제.

 

Non-Repeatable Read는 같은 트랜잭션 안에서 동일한 쿼리를 실행했을 때, 다른 결과를 얻는 경우를 의미한다.

예를 들어, 한 트랜잭션이 같은 데이터를 두 번 읽을 때, 첫 번째 읽기와 두 번째 읽기 사이에 다른 트랜잭션이 해당 데이터를

변경했을 경우 문제.