Transaction Isolation Level
Transaction이란
데이터베이스에서 하나의 논리적 작업 단위를 구성하는 일련의 연산들의 집합을 트랜잭션이라고 한다.
트랜잭션은 A.C.I.D 성질이라고 하는 다음의 네 가지 성질로 설명된다.
- Atomicity
- 트랜잭션의 모든 연산들이 정상적으로 수행 완료되거나 아니면 전혀 어떠한 연산도 수행되지 않은 상태를 보장 (0 or 1)
- Consistency
- 고립된 트랜잭션의 수행이 데이터베이스의 일관성을 보존
- 랜잭션 수행 전후의 데이터베이스 상태는 각각 일관성이 보장되는 서로 다른 상태
- Isolation
- 여러 트랜잭션이 동시에 수행되더라도 각각의 트랜잭션은 다른 트랜잭션의 수행에 영향을 받지 않고 독립적으로 수행되어야 한다.
- Durability
- 트랜잭션이 성공적으로 완료되어 커밋되고 나면, 해당 트랜잭션에 의한 모든 변경은 향후에 어떤 소프트웨어나 하드웨어 장애가 발생되더라도 보존되어야 한다.
Isolation Level
먼저 isolation level이란 트랜잭션에서 일관성이 없는 데이터를 허용하도록 하는 수준을 의미한다.
ANSI(미국 국가표준 협회)에서 작성된 SQL-92 표준은 네 종류의 Isolation Level을 정의하고 있으며 SQL Server 7.0은 이 표준을 준수합니다.
Isolation Level을 조정하는 경우 동시성이 증가되는데 반해 데이터의 무결성에 문제가 발생할 수 있거나, 데이터의 무결성을 완벽하게 유지하는 데 반하여 동시성이 떨어질 수 있으므로 그 기능을 완벽하게 이해한 후에 사용해야 합니다.
isolation level에 따른 부작용, isolation level이 낮을 수록 부작용이 커진다.
Isolation Level에 따라 나타나는 현상 3가지
먼저 Isolation Level에 따라 나타나는 현상을 보고 가겠습니다.
1. Dirty Read
어떤 트랜잭션에서 아직 실행이 끝난지 않은 다른 트랜잭션에 의한 변경 사항을 보게 되는 되는 경우를 dirty read 라고 합니다.
만약 원래 트랜잭션에서 그 변경 사항을 롤백(rollback)하면 그 데이터를 읽은 트랜잭션은 dirty data를 가지고 있다고 말합니다.
2. Repeatable Read
어떤 트랜잭션에서 같은 질의를 사용했을 때 질의(select)를 아무리 여러번 해도 그리고 다른 트랜잭션에서 아무리 여러 번 그 행을 변경(update)해도 항상 같은 데이터만 읽어드리는 경우를 repeatable read 라고 합니다.
즉 repeatable read 가 요구되는 트랜잭션에서는 다른 트랜잭션에 의한 변경 사항을 볼 수가 없습니다. 그러한 변경 사항을 보고 싶으면 어플리케이션에서 트랜잭션을 새로 시작해야 합니다.
3. Phantom Read
phantom read 는 다른 트랜잭션에 의한 변경(update) 사항으로 인해 현재 사용 중인 트랜잭션의 WHERE 절의 조건에 맞는 새로운 행이 생길 수 있는 경우에 관한 것입니다.
가장 쉬운 표현으로 내가 딱히 새로 만들거나 지운 것도 아닌데, 없던 놈이 보이고, 있던 놈이 사라지는 것이다.
Isolation level 종류 (ANSI/ISO SQL Standard)
1. read uncommitted
한 transaction(T1)이 데이터베이스 row를 이미 update은 하고 commit은 하지 않은 경우 다른 transaction(T2)은 해당 row를 update할 수 없다.
SELECT 문장을 수행하는 경우 해당 데이터에 Shared Lock이 걸리지 않는 level 이다.
이렇게 하면
update가 손실되지 않도록 보호되지만,- Dirty Data의 질의(
select)는 허용한다.
2. read committed
SELECT 문장이 수행되는 동안 해당 데이터에 Shared Lock이 걸린다.
Read Committed Isolation level은 commit되지 않은 트랜젝션(T1)이 쓴(update) row를 다른 트랜젝션(T2)가 쓰거(updtae)나 읽을(select) 수 있도록 허용하지 않는다.
쓰고(update) 있는 트랜잭션(T1)이 동일한 row에 질의(select)하는 트랜잭션(T2)이 액세스하는 것을 commit 될 때 까지 차단한다.
이렇게 되면 트랜젝션(T2)는 손실된 업데이트 및 dirty read로 부터 보호를 받을 수 있다.
3. repeatable read
Repeatable Read Isolation level은 Row에서 데이터를 질의(select)하는 트랜잭션(T1)이 동일한 row를 업데이트(update)하려는 트랜잭션(T1)을 차단한다.
4. serializable
이 격리 모드는 다른 트랜잭션에서 데이터를 삽입하거나 읽지 못하도록 테이블 전체를 잠근다.
Serializable Isolation는 사용 가능한 모든 레벨 중에서 가장 엄격하고 비용이 많이 든다. 전체 테이블이 잠기면 다른 트랜잭션이 대기해야 할 확률이 매우 크다.
이 경우 테이블이 잠기기 때문에 insert도 불가능하다!
Mysql 의 InnoDB 스토리지 엔진의 기본 Isolation Level이 REPEATABLE-READ.
Isolation level은 왜 사용하는 겁니까?
당연히 성능이다. 예를 들어, 한 사용자가 어떠한 데이터를 수정하고 있는 경우 다른 사용자들이 그 데이터에 접근하는 것을 차단함으로써 완전한 데이터만을 사용자들에게 제공하게 됩니다.
또한, 많은 사용자들의 수정 작업으로 인하여 통계 자료를 작성할 수 없는 사용자를 위하여 읽기 작업을 수행할 수 있도록 Isolation Level을 변경할 수 있습니다.
하지만 자세한 사용 예시를 들어본 적이 없다 ㅠ
참고
- 트랜잭션 격리 이야기에서 팬텀 읽기 현상 : https://postgresql.kr/blog/pg_phantom_read.html
- Transaction Isolation Levels With Examples : https://allaroundjava.com/transaction-isolation-levels/
- 데이터베이스 Transaction Isolation Level : https://effectivesquid.tistory.com/entry/데이터베이스-Isolation-Level
