트랜잭션

트랜잭션의 개념

데이터베이스를 조작하기 위한 하나의 논리적 단위를 이루는 일련의 연산의 집합
데이터베이스를 사용하여 처리하는 작업을 하나의 묶음으로 인식하여 묶음 단위로 실행되도록 정의한 개념

특징

다수의 연산으로 구성된 트랜잭션이 사용자에게 단일작업처럼 다뤄지도록 ACID 특징을 준수함

ACID

원자성(atomicity): 하나에 트랜잭션에 포함된 모든 연산은 완전히 수행되거나 전혀 수행되지 않음
일관성(consistency): 특정 트랜잭션이 수행되기 전과 후에 데이터베이스가 일관된 상태를 유지
고립성(isolation): 특정 트랜잭션이 데이터베이스를 갱신하는 동안 다른 트랜잭션에 의해 방해받지 않음
지속성(durability): 완료된 트랜잭션의 결과는 어떠한 시스템의 장애에도 데이터베이스에 반영되어야 함

트랜잭션의 연산

Read(X): 데이터베이스에서 데이터 X를 읽고, 트랜잭션이 실행되는 메모리의 변수 X에 값을 저장하는 연산
Write(X): 트랜잭션이 실행되는 메모리에 있는 변수 X의 값을 데이터베이스에 저장하는 연산

계좌 A에서 B로 1000원을 이체하는 트랜잭션

Read(A)
A := A - 1000
Write(A)
Read(B)
B := B + 1000
Write(B)

트랜잭션 실행의 연산

Commit: 트랜잭션 연산에 의해 갱신된 데이터 항목의 값을 데이터베이스에 반영시키고 지속성을 확보하는 연산
Rollback: 트랜잭션이 중단되기 이전까지 수행한 연산에 의해 갱신된 모든 데이터 항목의 값을 무효화하여 일관성을 확보하는 연산

트랜잭션의 5가지 상태 변화

동작: 트랜잭션이 시작을 준비 또는 실행 중인 상태
부분 커밋: 마지막 연산을 실행한 직후의 상태
커밋: 모든 실행이 성공적으로 완료된 후의 상태
실패: 실행이 정상적으로 진행될 수 없는 상태

트랜잭션의 동시성

동시성 고려

DBMS는 다수의 사용자가 데이터베이스를 공용으로 사용하기 위한 목적으로 도입
트랜잭션 동시 실행의 이점
- 트랜잭션 처리율과 자원 이용률 향상
- 트랜잭션 대기시간 감소
다중 사용자 환경에서 트랜잭션의 동시 실행(병렬 스케줄)로 데이터 갱신 시, 일관성 훼손 문제가 발생

직렬 가능 스케줄

트랜잭션간 연산 순서를 교환하여 트랜잭션을 직렬 스케줄과 동등하게 변환이 가능한 스케줄
사용된 Read와 Write 연산 교환 시 상황에 따라 실행 결과에 일관성이 훼손되는 현상이 발생
연산 순서의 교환은 다른 데이터를 읽거나 쓸 때, 쓰기를 지나가지 않는 선에서 읽기끼리 교환 가능(충돌 동등)

충돌 직렬성

순서 교환이 가능한 연산을 교환하여 직렬 스케줄의 연산과 동등하게 변환이 가능한 스케줄

트랜잭션의 회복

원자성을 보장하기 위해 트랜잭션 실패 시 실행된 모든 연산을 실행 이전 상태로 복원하는 기법

커밋한 트랜잭션 or 스케줄은 롤백(회복)이 불가능
연쇄적 롤백의 경우 데이터베이스에 오버헤드를 일으킬 수 있다

비연쇄적 스케줄

연쇄적 롤백으로 발생할 수 있는 대량의 회복 연산을 방지하기 위해 연쇄적이지 않은 스케줄로 구성된 스케줄
Ti가 기록한 데이터를 읽을 때 Ti의 커밋이 Tj의 읽기 연산보다 먼저 나타나는 스케줄