트랜잭션

Posted on:2024년 1월 6일 at 오전 09:52

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Transaction 트랜잭션

A가 B에게 20만원을 이체하는 작업이 있다고 할 때

  1. A 계좌로부터 20만원 인출
  2. B 계좌로 20만원 입금

1번과 2번 과정이 둘 다 성공해야 이체 가 성공한다.

이러한 단일 작업으로 묶어서 나눠질 수 없게 만든 것을 트랜잭션이라고 부른다.

mysql로 트랜잭션을 구현해보기

START TRANSATION;   // 트랜잭션 시작
UPDATE account SET balance = balance - 200000 WHERE id = 'A'; 
UPDATE account SET balance = balance + 200000 WHERE id = 'B';
COMMIT; // 트랜잭션 완료 &성공

START TRANSACTION 트랜잭션을 시작하여 로직을 수행한다.
COMMIT은 트랜잭션을 종료하고 지금까지 작업한 내용을 DB에 영구적으로 저장하는것을 의미한다.
만약 단일 작업 중 일부만 성공한다면 이체 작업은 DB에 반영되지 않고 ROLLBACK한다.
ROLLBACK은 트랜잭션을 종료하고 지금까지 작업을 모두 취소하고 트랜잭션 이전 상태로 되돌리는것을 의미한다.

일반적인 트랜잭션 사용패턴

  1. 트랜잭션 시작
  2. 로직 수행
  3. 문제가 없다면 COMMIT
  4. 문제가 발생했다면 트랜잭션을 ROLLBACK

AUTOCOMMIT

AUTOCOMMIT이란 각각의 SQL문을 자동으로 트랜잭션 처리해주는것을 말한다. mysql에서는 기본적으로 활성화 되어있으며 다른 DBMS에서도 대부분 같은 기능을 제공한다. SQL문이 성공적으로 실행되면 자동으로 COMMIT 하고 문제가 생기면 ROLLBACK한다.

mysql에서 AUTOCOMMIT이 활성화 되어있는지 확인해보기

SELECT @@AUTOCOMMIT;
//1 - 활성화

START TRANSACTION 트랜잭션이 시작되면 동시에 AUTOCOMMIT은 비활성화 된다. COMMIT/ROLLBACK과 함께 트랜잭션이 종료되면 원래 AUTOCOMMIT상태로 돌아간다.

트랜잭션의 ACID

Atomicity 원자성

Consistency 일관성

Isolation 독립성

Durability 영구성

영구적으로 저장된다. DB 시스템에 문제가 생겨도 COMMIT된 트랜잭션은 DB에 남아 있는다.(=비휘발성 메모리(HDD,SDD..)에 저장함)

읽기에는 트랜잭션을 안걸어도 될까?

schedule 스케줄

ex) A계좌에서 20만원을 B에게 이체 할 때

  1. 트랜잭션 시작
  2. A 계좌 read
  3. A 계좌 write
  4. B 계좌 read
  5. B 계좌 write
  6. 트랜잭션 종료

트랜잭션에서 2,3,4,5와 같은 작업 하나하나를 operation이라 부른다. r1(A)-w1(A)-r1(B)-w1(B)-c1 operation을 간소화하여 표현할 수 있다. 1는 트랜잭션 번호를 의미한다.

ex) A가 B에게 20만원을 이체할 때 B도 본인 계좌에 30만원을 입금한다면 여러 형태의 실행이 있을 수 있다. T1 : A가 B에게 20만원 이체 T2: B가 본인계좌에 30만원 입금 이렇게 여러 트랜잭션들이 동시에 실행될 때 각 트랜잭션에 속한 operation들의 실행 순서를 Schedule이라고 한다.

schedule1: r1(A)-w1(A)-r1(B)-w1(B)-c1-r2(B)-r2(B)-c2 : T1 이 끝난 후 T2실행
스케줄1은 트랜잭션이 겹치지 않고 순차적으로 실행된다.
이렇게 트랜잭션이 겹치지 않고 순차적으로 실행되는 스케줄을 Serial schedule이라고 한다.
r1(A)-w1(A) : 계좌에서 읽을 때 I/O 작업을 하는 동안 cpu는 놀고있다.
한 번에 하나의 트랜잭션만 실행되기 때문에 좋은 성능을 낼 수 없고 현실적으로 사용할 수 없는 방식이다.

schedule3: r1(A)-w1(A)-r2(B)-w2(B)-c2-r1(B)-w1(B)-c1: T1 실행 중 T2 실행
이렇게 트랜잭션이 겹쳐서 실행되는 스케줄을 Nonserial schedule이라고 한다.
w1(A)-r2(B): I/O작업을 하는 동안 다른 트랜잭션을 진행한다.
동시성이 높아져 같은 시간동안 더 많은 트랜잭션을 처리할 수 있지만 이상한 결과가 나올 수 있다.

Nonserial 스케줄로 실행해도 이상한 결과가 나오지 않게 하는 법이 없을까 ?🧐

: serial schedule과 동일한 nonserial schedule을 실행하자!

Conflict of two operations

  1. 서로 다른 트랜잭션 소속
  2. 같은 데이터에 접근
  3. 최소 하나는 write operation 2개의 operation이 위 세가지 조건을 만족하면 conflict이다.

r1(A)-w1(A)-r2(B)-w2(B)-c2-r1(B)-w1(B)-c1

  1. r2(B)-w1(B) : read-write conflict
  2. w2(B)-w1(B) : write-write conflict
  3. w2(B)-r1(B): read-write conflict
    총 3개의 conflict가 있다는 걸 확인할 수 있다.

conflict operation은 순서가 변경되면 결과도 변경된다.

Conflict equivalent for two schedules

1 두 스케줄은 같은 트랜잭션들을 가진다.
2. 어떤 conflicting operations의 순서도 양쪽 스케줄 모두 동일하다.
2개의 스케줄이 위 2가지조건을 만족하면 conflict equivalent다.

schedule2: r2(B)-r2(B)-c2-r1(A)-w1(A)-r1(B)-w1(B)-c1 : T2가 끝난 후 T1실행
schedule3: r1(A)-w1(A)-r2(B)-w2(B)-c2-r1(B)-w1(B)-c1: T1 실행 중 T2 실행

두 스케줄 모두 같은 트랜잭션들을 가지고 있다.
두 스케줄은 모두 3개의 순서가 같은 conflict operation을 가지고 있다.
두 스케줄은 Conflict equivalent다.

2번 스케줄은 serial schedule이고 3번 스케줄은 nonserial schedule이다.
이때 nonserial scheule인 3번 스케줄은 serial schedule과 conflict equivalent할 때 conflict serializable이라고 할 수 있다.

schedule2: r2(B)-r2(B)-c2-r1(A)-w1(A)-r1(B)-w1(B)-c1 : T2가 끝난 후 T1실행
schedule4: r1(A)-w1(A)-r1(B)-r2(B)-w2(B)-c2-w1(B)-c1: T1 실행 중 T2 실행
-> 스케줄4는 업데이트한 데이터가 사라지는 Lost Update가 일어난다.
두 스케줄은 모두 같은 트랜잭션을 가지고 있다.
스케줄4는 r1(B)-w2(B) conflict operaiton을 가지고 있으나 스케줄2는 순서가 변경되어있다.
두 스케줄은 Conflict equivalent하지 않다.

schedule1: r1(A)-w1(A)-r1(B)-w1(B)-c1-r2(B)-r2(B)-c2 : T1 이 끝난 후 T2실행
schedule4: r1(A)-w1(A)-r1(B)-r2(B)-w2(B)-c2-w1(B)-c1: T1 실행 중 T2 실행
두 스케줄 모두 같은 트랜잭션을 가지고 있으나 conflict operation 순서가 다르므로 Conflict equivalent하지 않다.
스케줄4가 그 어떤 serial schedule과도 Conflict equivalent하지 않았으므로 Conflict serializable하지 않다.

Conflict serializable한 nonserial schedule을 허용해 이상한 결과가 나오지 않고 , 여러 트랜잭션을 겹쳐서 실행하자 !

어떤 스케줄이 하나의 serial 스케줄과 동일(equivalent)하다면 이 스케줄은 serializable하다.

참고

쉬운코드-트랜잭션을 아십니까?
inpa - 트랜잭션 개념 & 사용
Database transaction schedule