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트랜잭션(Transaction)

트랜잭션(Transaction)은 데이터베이스의 상태를 변환시키는 하나의 논리적 기능을 수행하기 위한 작업의 단위 또는 한꺼번에 모두 수행되어야 할 일련의 연산들을 의미한다.

트랜잭션의 특징

  1. 트랜잭션은 데이터베이스 시스템에서 병행 제어 및 회복 작업 시 처리되는 작업의 논리적 단위이다.
  2. 사용자가 시스템에 대한 서비스 요구 시 시스템이 응답하기 위한 상태 변환 과정의 작업단위이다.
  3. 하나의 트랜잭션은 Commit되거나 Rollback된다.

병행제어가 필요한 이유

  1. The Lost Update Problem : 두 개의 트랜잭션이 동일한 아이템에 접근하여 서로의 연산이 중첩될 때 결과적으로 올바르지 않은 값이 저장될 수 있다.
  2. The Temporary Update (or Dirty Read) Problem : 한 트랜잭션이 값을 업데이트를 하다가 중간에 트랜잭션이 fail 하였다. 하지만 rollback 하기 이전에 다른 트랜잭션이 값을 읽게 되면 올바르지 않은 값을 읽는 것이다.
  3. The Incorrect Summary Problem : 한 트랜잭션이 aggregate 함수(Sum, Max, Min 같은 함수)를 실행하고 있는데, 다른 트랜잭션이 이 값들 중 하나를 업데이트 하고 있을 때. aggregate 트랜잭션이 값이 업데이트 되기 이전을 사용할 때.

데이터베이스 병행처리 제어 목적

  1. 트랜잭션의 충돌을 방지하기 위해서 고립성을 강제하기 위함.
  2. 데이터베이스의 일관성을 보존하기 위해서
  3. read-write 또는 write-write 충돌을 막기 위해서 스케줄의 진정한 목적은 충돌 스케줄을 찾아서 직렬화 스케줄을 만드는 것이다.

트랜잭션의 성질(ACID)

Atomicity(원자성)

  1. 트랜잭션의 연산은 데이터베이스에 모두 반영되든지 아니면 전혀 반영되지 않아야 한다.(All-or-Nothing)
  2. 트랜잭션 내의 모든 명령은 반드시 완벽히 수행되어야 하며, 모두가 완벽히 수행되지 않고 어느하나라도 오류가 발생하면 트랜잭션 전부가 취소되어야 한다.

Consistency(일관성)

  1. 트랜잭션이 그 실행을 성공적으로 완료하면 언제나 일관성 있는 데이터베이스 상태로 변환한다.
    • 트랜잭션을 수행하다가 장애가 발생하여 작업을 완료하지 못했다면, 지금까지 실행한 연산들 모두 취소하고 데이터베이스를 트랜잭션 작업 전의 상태로 되돌려 트랜잭션의 원자성을 보장.
  2. 시스템이 가지고 있는 고정요소는 트랜잭션 수행 전과 트랜잭션 수행 완료 후의 상태가 같아야 한다.

Isolation(독립성, 격리성)

  1. 둘 이상의 트랜잭션이 동시에 병행 실행되는 경우 어느 하나의 트랜잭션 실행중에 다른 트랜잭션의 연산이 끼어들 수 없다.
  2. 수행중인 트랜잭션은 완전히 완료될 때까지 다른 트랜잭션에서 수행 결과를 참조할 수 없다.

ex) 계좌 이체 진행 시 진행 전의 돈의 합과 진행 후의 돈의 합이 같아야 함.

Durablility(영속성, 지속성)

  1. 성공적으로 완료된 트랜잭션의 결과는 시스템이 고장나더라도 영구적으로 반영되어야 한다.
    • 트랜잭션이 성공적으로 완료된 후 데이터베이스에 반영한 수행 결과는 어떠한 경우에도 손실되지 않고 영구적이어야 함을 의미
    • 시스템에 장애가 발생하더라도 트랜잭션 작업 결과는 없어지지 않고 데이터베이스에 그대로 남아있어야 한다.
    • 트랜잭션의 지속성을 보장하려면 시스템에 장애가 발생했을 때 데이터베이스를 원래 상태로 복구하는 회복 기능이 필요.

트랜잭션 연산 및 상태

Commit연산

  • Commit 연산은 한개의 논리적 단위(트랜잭션)에 대한 작업이 성공적으로 끝났고 데이터베이스가 다시 일관된 상태에 있을 때, 이 트랜잭션이 행한 갱신 연산이 완료된 것을 트랜잭션 관리자에게 알려주는 연산이다.

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Rollback연산

  1. Rollback 연산은 하나의 트랜잭션 처리가 비정상적으로 종료되어 데이터베이스의 일관성을 깨뜨렸을 때, 이 트랜잭션의 일부가 정상적으로 처리되었더라도 트랜잭션의 원자성을 구현하기 위해 이 트랜잭션이 행한 모든 연산을 취소(Undo)하는 연산이다.

  2. Rollback시에는 해당 트랜잭션을 재시작하거나 폐기한다.

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트랜잭션의 상태

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활동(Active) : 트랜잭션이 실행중인 상태

실패(Failed) : 트랜잭션 실행에 오류가 발생하여 중단된 상태

철회(Aborted) : 트랜잭션이 비정상적으로 종료되어 Rollback 연산을 수행한 상태

부분 완료(Partially Committed) : 트랜잭션의 마지막 연산까지 실행했지만, Commit 연산이 실행되기 직전의 상태

완료(Committed) : 트랜잭션이 성공적으로 종료되어 Commit 연산을 실행한 후의 상태

종료된 상태(Terminated) : 트랜잭션이 완전희 끝난 상태

참고
https://brunch.co.kr/@skeks463/27
https://coding-factory.tistory.com/226
https://jhkang-tech.tistory.com/103

참고