Transaction Isolation

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• Transaction ACID

0. 들어가면서

Transaction ACID 특징 중 격리성(isolation)이라는 개념이 있습니다. 격리성은 다른 트랜잭션끼리는 서로를 간섭할 수 없다는 의미인데, 사실 격리성 수준에 따라 트랜잭션끼리 간섭 여부가 결정됩니다. 어떤 격리성 수준들이 있는지, 격리 수준에 따라 어떤 문제들이 발생할 수 있는지 이번 포스트를 통해 알아보겠습니다.

1. 트랜잭션에서 발생할 수 있는 문제들

1.1. Dirty Read

• 트랜잭션 작업이 완료되지 않은 데이터를 다른 트랜잭션에서 볼 수 있는 현상입니다.
• 트랜잭션_1이 아이디가 1인 사용자를 조회합니다.
• 트랜잭션_1이 사용자의 이름을 변경합니다.
• 트랜잭션_2가 아이디가 1인 사용자를 조회합니다.
• 트랜잭션_2가 조회한 사용자 정보는 트랜잭션_1에서 변경한 모습으로 반영되어 있습니다.

1.2. Non-Repeatable Read

• 하나의 트랜잭션에서 같은 쿼리를 두 번 이상 수행할 때 결과가 달라지는 현상입니다.
• 트랜잭션_1이 아이디가 1인 사용자를 조회합니다.
• 트랜잭션_1이 사용자의 이름을 변경합니다.
• 트랜잭션_2가 아이디가 1인 사용자를 조회합니다.
• 트랜잭션_2가 조회한 사용자 정보는 트랜잭션_1이 변경하기 전 상태로 보여집니다.
• 트랜잭션_1이 트랜잭션을 마치고 커밋(commit)을 수행합니다.
• 트랜잭션_2가 다시 아이디가 1인 사용자를 조회합니다.
• 트랜잭션_2가 조회한 사용자 정보는 트랜잭션_1에서 변경한 모습으로 반영되어 있습니다.

1.3. Phantom Read

• 하나의 트랜잭션에서 일정 범위의 레코드를 두 번 이상 수행할 때 처음 수행할 때 없던 레코드가 나타나는 현상입니다.
• 트랜잭션_2가 먼저 트랜잭션을 시작합니다.
• 트랜잭션_1이 아이디가 2인 사용자를 추가합니다.
• 트랜잭션_1이 트랜잭션으 마치고 커밋을 수행합니다.
• 트랜잭션_2가 테이블에 저장된 데이터 수를 확인하면 1개입니다.
• 트랜잭션_2가 아이디가 2인 사용자 정보를 업데이트합니다.
  • 트랜잭션_2에서 보이지 않는 데이터를 업데이트한 것이지만 정상적으로 수행됩니다.
• 트랜잭션_2가 테이블에 저장된 데이터 수를 확인하면 2개입니다.

2. 트랜잭션 격리 수준(Transaction Isolation Level)

병렬 트랜잭션 시 특정 트랜잭션이 다른 트랜잭션에서 변경하는 데이터를 언제부터 볼 수 있는지 허용하는 수준을 의미합니다. 아래 예시를 통해 자세히 알아보겠습니다.

2.1. Read Uncommitted

• 모든 트랜잭션은 다른 트랜잭션의 커밋 여부와 상관없이 변경되는 데이터를 확인 가능합니다.
• 데이터 정합성이 좋지 않은 격리 수준이므로 사용하지 않습니다.
• Dirty Read, Non-Repeatable Read, Phantom Read 현상이 발생합니다.

2.2. Read Committed

• 각 트랜잭션은 다른 트랜잭션의 커밋 완료된 데이터만 확인 가능합니다.
• 주로 사용되는 격리 수준입니다.
• Non-Repeatable Read, Phantom Read 현상이 발생합니다.

2.3. Repeatable Read

• 한 트랜잭션이 시작되면 다른 트랜잭션에서 커밋 된 데이터가 있더라도 확인되지 않습니다.
• 트랜잭션 별로 식별자를 주고 UNDO 영역의 데이터를 백업해둠으로써 트랜잭션의 일관성을 보장합니다.
• Phantom Read 현상이 발생합니다.

2.4. Serializable

• 가장 높은 수준의 격리 수준입니다.
• 레코드를 조회할 때 shared lock을 획득해야만 조회가 가능합니다.
• 레코드를 수정할 때 exclusive lock을 획득해야만 변경이 가능합니다.
• 한 트랜잭션에서 사용하는 데이터는 다른 트랜잭션에서 사용 불가능합니다.
• 격리 수준에 따른 문제는 발생하지 않지만 동시성이 저하되는 문제가 발생합니다.

3. 요약

각 격리 수준에 따라 발생할 수 있는 문제점들을 하나의 표로 정리하였습니다.

격리 수준	Dirty Read	Non-Repeatable Read	Phantom Read
Read Uncommitted	O	O	O
Read Committed	X	O	O
Repeatable Read	X	X	O
Serializable	X	X	X

REFERENCE

• https://nesoy.github.io/articles/2019-05/Database-Transaction-isolation