10. 회복과 병행 제어 / 01 트랜잭션

1. 트랜잭션의 개념

데이터베이스에 장애가 발생 시 빠른 시간 내에 원래 상태로 복구를 할 수 있어야 한다

DBMS는 일관된 상태를 유지할 수 있도록 다양한 기능을 제공하고, 그 중심에 트랜잭션이 있다

 

트랜잭션 Transaction

작업 하나를 수행하는 데 필요한 데이터베이스의 연산들을 모아놓은 것

데이터베이스에서 논리적 작업 단위

장애 발생시 데이터 복구 작업의 단위도 됨

일반적으로 SQL문의 모임으로 이해 가능

 

트랜잭션의 모든 명령문이 완벽하게 처리되거나 하나도 처리되지 않아야 데이터베이스가 모순이 없는 일관된 상태를 유지할 수 있다

데이터베이스에 장애가 발생했을 때 복구 작업, 다수의 사용자가 사용할 수 있도록 제어 작업을 하는데 중요한 단위이다

 

일반적으로 insert, delete, update문의 실행을 트랜잭션으로 관리한다

 

2. 트랜잭션의 특성

트랜잭션이 성공적으로 처리되어 데이터베이스의 무결성과 일관성이 보장되려면 네 가지 특성을 꼭 만족해야 한다

 

• 트랜잭션의 특성
  • 원자성
  • 일관성
  • 격리성
  • 지속성

원자성 atomicity

트랙잭션을 구성하는 연산들이 모두 정상적으로 실행되거나 하나도 실행되지 않아야 한다는 all or nothing 방식을 의미한다

만약 트랜잭션을 수행하다가 장애가 발생하여 작업 실패시, 연산 처리를 취소후 다시 원래로 되돌려 원자성을 보장해야 한다

 

일관성 consistency

트랜잭션이 성공적으로 수행된 후에도 데이터베이스가 일관된 상태를 유지해야 한다

트랜잭션이 수행되기 전에 데이터베이스가 일관된 상태였다면 트랜잭션의 수행이 완료된 후 결과를 반영한 데이터베이스 또 다른 일관된 상태가 되어야 한다는 의미이다

 

격리성 isolation = 고립성

현재 수행 중인 트랜잭션이 완료될 때까지 트랜잭션이 생성한 중간 연산 결과에 다른 트랜잭션들이 접근할 수 없음을 의미한다

데이터베이스 시스템에서는 여러 트랜잭션이 동시 수행되지만 각 트랜잭션이 독립적으로 수행될 수 있도록 다른 트랜잭션의 중간 연산 결과에 서로 접근하지 못하게 한다

 

지속성 durability = 영속성

트랜잭션이 성공적으로 완료된 후 데이터베이스에 반영한 수행 결과는 어떠한 경우에도 손실되지 않고 영구적이여야 함을 의미한다

시스템에 장애가 발생하더라도 트랜잭션 작업 결과는 없어지지 않고 데이터베이스에 그대로 남아 있어야 한다

 

트랜잭션의 특성을 지원하는 DBMS의 기능

DBMS는 트랜잭션의 네 가지 특성을 보장하기 위해 지원 기능을 제공한다

트랜잭션의 특성	DBMS의 기능
원자성	회복 기능
일관성	병행 제어 기능
격리성	병행 제어 기능
지속성	회복 기능

 

3. 트랜잭션의 연산

작업 완료를 의미하는 commit 연산과 작업 취소를 의미하는 rollback 연산이 있다

• 트랜잭션의 연산
  • commit 연산
    트랜잭션이 성공적으로 수행되었음을 선언
  • rollback 연산
    트랜잭션을 수행하는 데 실패했음을 선언

commit 연산이 실행되어야 데이터베이스에 저장되여 일관된 상태를 유지할 수 있다

rollback 연산이 실행되면 트랜잭션이 지금까지 실행한 연산의 결과가 취소되고 트랜잭션이 수행되기 전의 상태로 돌아간다

 

4. 트랜잭션의 상태

트랜잭션의 이하의 다섯 가지 생태 중 하나에 속하게 된다

• 트랜잭션 수행 시작
  • 활동 
    • 부분 완료
      • 완료 = commit 연산
      • 실패(밑의 상태)
    • 실패
      • 철회 = rollback 연산

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 정상적인 수행이 불가능하게 되면 트랜잭션은 실패 상태가 된다. 실패 상태의 트랜잭션은 rollback 연산의 실행으로 철회 상태가 된다

 

완료, 철회 상태일시 트랜잭션이 종료된것으로 판단한다

 

활동 상태

트랜잭션이 수행되기 시작하여 현재 수행 중인 상태

 

부분 완료 상태

트랜잭션의 마지막 연산이 실행된 직후의 상태

트랜잭션의 모든 연산을 처리한 상태임

수행된 최종 결과를 데이터베이스에 아직 반영하지 않은 상태임

 

완료 상태

트랜잭션이 성공적으로 완료되어 commit 연산을 실행한 상태

수행한 최종 결과를 데이터메이스에 반영하고, 데이터베이스가 새로운 일관된 상태가 되면서 트랜잭션이 종료된다

 

실패 상태

트랜잭션이 여러 이유로 장애가 발생하여 수행이 중된된 상태

트랜잭션을 더는 정상적으로 수행할 수 없을 때 실패 상태가 된다

 

철회 상태

트랜잭션을 수행하는 데 실패하여 rollback 연산을 실행한 상태

지금까지 실행한 트랜잭션의 연산을 모두 취소하고 수행 전의 데이터베이스 상태로 되돌리며 트랜잭션이 종료된다