SQL 응용 데이터베이스 기본 1/3
트랜잭션
트랜잭션
트랜잭션(Transaction)의 개념
인가받지 않은 사용자로부터 데이터를 보장하기 위해 데이터베이스 관리 시스템(DBMS, DataBase Management System)이 가져야 하는 특성이자, 데이터베이스 시스템에서 하나의 논리적 기능을 정상적으로 수행하기 위한 작업의 기본 단위
트랜잭션의 특성
원자성(Atomicity) : 트랜잭션을 구성하는 연산 전체가 모두 정상적으로 실행되거나 모두 취소되어야 하는 성질
일관성(Consistency) : 시스템이 가지고 있는 고정요소는 트랜잭션 수행 전과 트랜잭션 수행 완료 후의 상태가 같아야 하는 성질
격리성(Isolation) : 동시에 실행되는 트랜잭션들이 서로 영향을 미치지 않아야 한다는 성질
영속성(Durability) : 성공이 완료된 트랜잭션의 결과는 영속적으로 데이터베이스에 저장되어야 하는 성질
트랜잭션의 상태
활동 상태(Active) : 초기 상태, 트랜잭션이 실행 중일 때 가지는 상태
부분 완료 상태(Partially Commited) : 마지막 명령문이 실행된 후에 가지는 상태
완료 상태(Committed) : 트랜잭션이 성공적으로 완료된 후 가지는 상태
실패 상태(Failed) : 정상적인 실행이 더 이상 진행될 수 없을 때 가지는 상태
철회 상태(Aborted) : 트랜잭션이 취소되고 데이터베이스가 트랜잭션 시작 전 상태로 환원된 상태
트랜잭션 제어
트랜잭션 제어 언어(TCL, Transaction Control Language)는 트랜잭션의 결과를 허용하거나 취소하는 목적으로 사용되는 언어
커밋(COMMIT) : 트랜잭션 확정으로, 트랜잭션을 메모리에 영구적으로 저장하는 명령어
롤백(ROLLBACK) : 트랜잭션 취소로, 트랜잭션 내역을 저장 무효화시키는 명령어
체크포인트(CHECKPOINT) : 저장 시기 설정으로, ROLLBACK을 위한 시점을 지정하는 명령어
병행 제어(일관성 주요 기법)
병행 제어(Concurrency Control) 개념
다수 사용자 환경에서 여러 트랜잭션을 수행할 때, 데이터베이스 일관성 유지를 위해 상호 작용을 제어하는 기법
병행 제어의 목적
- 데이터베이스의 공유 최대화
- 시스템의 활용도 최대화
- 데이터베이스의 일관성 유지
- 사용자에 대한 응답시간 최소화
병행 제어 미보장 시 문제점
갱신 손실(Lost Update) : 먼저 실행된 트랜잭션의 결과를 나중에 실행된 트랜잭션이 덮어쓸 때 발생하는 오류
현황 파악 오류(Dirty Read) : 트랜잭션의 중간 수행 결과를 다른 트랜잭션이 참조하여 발생하는 오류
모순성(Inconsistency) : 두 트랜잭션이 동시에 실행되어 데이터베이스의 일관성이 결여되는 오류
연쇄 복귀(Cascading Rollback) : 복수의 트랜잭션이 데이터 공유 시 특정 트랜잭션이 처리를 취소할 경우 트랜잭션이 처리한 곳의 부분을 취소하지 못하는 오류
병행 제어 기법의 종류
로킹(Locking) : 하나의 트랜잭션을 실행하는 동안 특정 데이터 항목에 대해서 다른 트랜잭션이 동시에 접근하지 못하도록 상호 배제(Mutual Exclusion) 기능을 제공하는 기법
낙관적 검증(Optimistic Validation) : 트랜잭션이 어떠한 검증도 수행하지 않고 일단 트랜잭션을 수행하고, 트랜잭션 종료 시 검증을 수행하여 데이터베이스에 반영하는 기법
타임 스탬프 순서(Time Stamp Ordering) : 트랜잭션과 트랜잭션이 읽거나 갱신한 데이터에 대해 트랜잭션이 실행을 시작하기 전에 타임 스탬프(Time Stamp)를 부여하여 부여된 시간에 따라 트랜잭션 작업을 수행하는 기법
다중 버전 동시성 제어(MVCC, Multi Version Concurrency Control) : 트랜잭션의 타임스탬프와 접근하려는 데이터의 타임스탬프를 비교하여 직렬가능성이 보장되는 적절한 버전을 선택하여 접근하도록 하는 기법
데이터베이스 고립화 수준(격리성 주요 기법)
고립화 수준(Isolation Level) 개념
다른 트랜잭션이 현재의 데이터에 대한 무결성을 해치지 않기 위해 잠금을 설정하는 정도
고립화 수준 종류
Read Uncommitted : 한 트랜잭션에서 연산(갱신) 중인(아직 커밋되지 않은) 데이터를 다른 트랜잭션이 읽는 것을 허용하는 수준
Read Committed : 한 트랜잭션에서 연산(갱신)을 수행할 때, 연산이 완료될 때까지 연산 대상 데이터에 대한 읽기를 제한하는 수준
Repeatable Read : 선행 트랜잭션이 특정 데이터를 읽을 때, 트랜잭션 종료 시까지 해당 데이터에 대한 갱신, 삭제를 제한하는 수준
Serializable Read : 선행 트랜잭션이 특정 데이터 영역을 순차적으로 읽을 때, 해당 데이터 영역 전체에 대한 접근을 제한하는 수준
회복 기법(영속성 주요 기법)
회복 기법(Recovery) 개념
트랜잭션을 수행하는 도중 장애로 인해 손상된 데이터베이스를 손상되기 이전의 정상적인 상태로 복구시키는 작업
회복 연산 종류
REDO : 데이터베이스가 비정상적으로 종료되었을 때, 디스크에 저장된 로그를 분석하여 트랜잭션의 시작(Start)과 종료(Commit)에 대한 기록이 있는 트랜잭션들의 작업을 재작업하는 기법
UNDO : 데이터베이스가 비정상적으로 종료되었을 때, 디스크에 저장된 로그를 분석하여 트랜잭션의 시작(Start)은 있지만, 완료(Commit) 기록이 없는 트랜잭션들이 작업한 변경 내용들을 모두 취소하는 기법
회복 기법 종류
로그 기반 회복 기법(Log based Recovery) : 지연 갱신 회복 기법과 즉각 갱신 회복 기법이 있음
- 지연 갱신 회복 기법(Deferred Update) : 트랜잭션이 완료되기 전까지 데이터베이스에 기록하지 않는 기법
- 즉각 갱신 회복 기법(Immediate Update) : 트랜잭션 수행 중 갱신 결과를 바로 데이터베이스에 반영하는 기법
체크 포인트 회복 기법(Checkpoint Recovery) : 장애 발생 시 검사점 이후에 처리된 트랜잭션에 대해서만 장애 발생 이전의 상태로 복원시키는 회복 기법
그림자 페이징 회복 기법(Shadow Paging Recovery) : 데이터베이스 트랜잭션 수행 시 복제본을 생성하여 데이터베이스 장애 시 이를 이용해 복구하는 기법