트랜잭션(Transaction)

일관성 유지를 위한 Transaction 개념에 대해 알아보자

데이터베이스 트랜잭션은 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)에서 데이터를 안전하게 관리하고 일관성을 유지하기 위한 중요한 개념이다. 트랜잭션은 데이터베이스 내에서 수행되는 하나의 논리적 작업 단위를 말하며, 여러 개의 작업이 모여 하나의 트랜잭션을 구성할 수 있다. 예를 들어, 은행에서 계좌 이체를 할 때 출금과 입금 두 가지 작업이 하나의 트랜잭션으로 처리된다.

트랜잭션의 기본 원리는 ACID 속성으로 설명할 수 있다. ACID는 원자성(Atomicity), 일관성(Consistency), 격리성(Isolation), 지속성(Durability)의 약자이다.

원자성(Atomicity)은 트랜잭션이 모두 완료되거나 전혀 실행되지 않아야 한다는 것을 의미한다. 트랜잭션 중간에 오류가 발생하면 모든 변경 사항은 원래 상태로 되돌아가야 한다. 이를 통해 데이터베이스의 무결성을 보장할 수 있다. 예를 들어, 은행 계좌 이체 중 출금 작업은 성공했으나 입금 작업이 실패했다면 전체 트랜잭션은 취소되어야 한다. 그렇지 않으면 한 계좌에서는 돈이 빠져나가고 다른 계좌에서는 돈이 들어오지 않는 불일치가 발생할 수 있다.

일관성(Consistency)은 트랜잭션이 완료된 후 데이터베이스가 일관된 상태를 유지해야 한다는 것을 의미한다. 트랜잭션 수행 전후의 데이터베이스 상태는 항상 일관성을 가져야 한다. 이를 위해 데이터베이스의 모든 무결성 제약 조건이 충족되어야 한다. 예를 들어, 은행 시스템에서는 계좌 잔액이 음수가 되지 않아야 한다는 제약 조건이 있을 수 있다. 트랜잭션이 완료된 후에도 이러한 제약 조건이 유지되어야 한다.

격리성(Isolation)은 동시에 여러 트랜잭션이 수행될 때 각 트랜잭션이 독립적으로 실행되어야 한다는 것을 의미한다. 하나의 트랜잭션이 완료될 때까지 다른 트랜잭션이 그 영향을 받아서는 안 된다. 이를 통해 데이터 일관성을 유지할 수 있다. 예를 들어, 두 사용자가 동시에 같은 계좌에서 돈을 출금하려고 할 때 한 사용자의 트랜잭션이 완료되기 전에 다른 사용자가 접근하지 못하게 해야 한다.

지속성(Durability)은 트랜잭션이 성공적으로 완료되면 그 결과가 영구적으로 저장되어야 한다는 것을 의미한다. 트랜잭션이 완료된 후 시스템에 문제가 발생하더라도 변경된 데이터는 손실되지 않아야 한다. 이를 위해 데이터베이스는 주기적으로 로그를 저장하고 복구 기능을 제공한다. 예를 들어, 은행 시스템에서 계좌 이체가 완료된 후 시스템이 다운되더라도 이체된 금액은 그대로 유지되어야 한다.

트랜잭션의 원리는 데이터베이스 시스템의 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 이를 통해 사용자는 데이터의 일관성과 무결성을 신뢰할 수 있으며, 시스템 장애 시에도 데이터를 안전하게 보호할 수 있다.

트랜잭션 관리는 주로 DBMS에 의해 자동으로 수행되지만, 응용 프로그램 개발자는 트랜잭션의 시작과 종료를 명시적으로 지정할 수 있다. 트랜잭션은 주로 'BEGIN TRANSACTION'으로 시작하고 'COMMIT' 또는 'ROLLBACK'으로 종료된다. 'COMMIT'은 트랜잭션을 성공적으로 완료하고 변경 사항을 영구적으로 저장하는 반면, 'ROLLBACK'은 트랜잭션을 취소하고 모든 변경 사항을 원래 상태로 되돌린다.

트랜잭션 관리의 또 다른 중요한 측면은 잠금 메커니즘이다. 잠금은 동시에 여러 트랜잭션이 같은 데이터를 수정하려고 할 때 발생할 수 있는 충돌을 방지한다. 잠금은 데이터의 무결성을 유지하고 일관성을 보장하는 데 중요한 역할을 한다. 잠금의 종류로는 공유 잠금과 배타적 잠금이 있으며, 공유 잠금은 여러 트랜잭션이 동시에 데이터를 읽을 수 있게 하지만 데이터를 수정할 수 없게 한다. 반면에 배타적 잠금은 특정 트랜잭션이 데이터를 수정할 수 있도록 허용하며, 다른 트랜잭션이 해당 데이터를 읽거나 수정하지 못하게 한다.

이러한 트랜잭션 관리와 관련된 메커니즘은 데이터베이스의 성능과 확장성에도 영향을 미친다. 트랜잭션이 너무 길거나 잠금이 오래 지속되면 시스템 성능이 저하될 수 있다. 따라서 효율적인 트랜잭션 관리는 데이터베이스 시스템의 성능을 최적화하는 데 중요한 요소이다.