4.3 트랜잭션과 무결성

4.3.1 트랜잭션

• 정의: 데이터베이스에서 하나의 논리적 기능을 수행하기 위한 작업 단위.
  • 여러 개의 쿼리를 하나로 묶어서 처리.
• 특징 (ACID):
  • 원자성 (Atomicity):
    "모든 작업이 완료되거나, 아무것도 수행되지 않음을 보장."
  • 일관성 (Consistency):
    데이터는 트랜잭션 전후에 허용된 방식으로만 변경되어야 함.
  • 격리성 (Isolation):
    서로 다른 트랜잭션이 독립적으로 실행되며, 동시에 실행되더라도 서로 영향을 미치지 않음.
  • 지속성 (Durability):
    성공적으로 수행된 트랜잭션은 영구적으로 반영되어야 함.

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커밋과 롤백

커밋

• 커밋 (Commit):
  • 트랜잭션 내의 모든 작업이 성공적으로 완료되었음을 데이터베이스에 알리고 확정.
  • 트랜잭션 성공을 의미.

롤백

• 롤백 (Rollback):
  • 트랜잭션 내 작업 중 오류가 발생했을 경우, 이전 상태로 되돌림.
  • "태초의 상태"로 복원.

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*격리 수준 (Isolation Level)

격리 수준	정의	장점	단점
Serializable	모든 트랜잭션이 순차적으로 실행되는 것처럼 동작.	가장 높은 데이터 무결성 제공.	성능이 가장 낮음.
Repeatable Read	트랜잭션 동안 읽은 데이터가 변경되지 않도록 보장.	동일 데이터 재조회 시 일관성 유지.	팬텀 리드 발생 가능.
Read Committed	커밋된 데이터만 읽음. 트랜잭션 중 변경된 데이터는 보이지 않음.	더티 리드 방지.	반복 불가능한 읽기 발생 가능.
Read Uncommitted	커밋되지 않은 데이터를 읽을 수 있음.	가장 높은 성능 제공.	더티 리드, 반복 불가능한 읽기, 팬텀 리드 발생.

1. 팬텀 리드 (Phantom Read)

• 정의:
  한 트랜잭션에서 동일한 조건으로 두 번 이상 데이터를 조회했을 때,
  **첫 번째 조회 시에는 없던 새로운 데이터(팬텀 데이터)**가 두 번째 조회 시 나타나는 현상.
• 발생 조건:
  • 다른 트랜잭션에서 새로운 데이터를 삽입하거나 삭제한 경우.
• 예시:
  • 트랜잭션 A가 "가격이 1000 이상인 상품"을 조회 중.
  • 트랜잭션 B가 가격이 1000 이상인 새 상품을 추가하면,
    A가 동일한 조건으로 데이터를 다시 조회했을 때 추가된 데이터가 나타남.
• 해결 방법:
  • Serializable 격리 수준에서만 방지 가능.

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2. 반복 가능하지 않은 조회 (Non-Repeatable Read)

• 정의:
  한 트랜잭션에서 동일한 조건으로 데이터를 두 번 조회했을 때,
  첫 번째 조회 결과와 두 번째 조회 결과가 다르게 나타나는 현상.
• 발생 조건:
  • 다른 트랜잭션에서 데이터를 수정하거나 삭제한 경우.
• 예시:
  • 트랜잭션 A가 특정 사용자의 잔액을 조회함 (조회 결과: 5000).
  • 트랜잭션 B가 해당 사용자의 잔액을 7000으로 변경.
  • A가 다시 조회했을 때 잔액이 7000으로 변경됨.
• 해결 방법:
  • Repeatable Read 격리 수준 이상에서 방지 가능.

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3. 더티 리드 (Dirty Read)

• 정의:
  한 트랜잭션에서 다른 트랜잭션에서 커밋되지 않은 데이터를 읽는 현상.
  • 이후, 읽은 데이터가 롤백되면 데이터 불일치 문제가 발생.
• 발생 조건:
  • 트랜잭션이 Read Uncommitted 격리 수준일 때 발생.
• 예시:
  • 트랜잭션 B가 특정 사용자의 잔액을 7000으로 변경 (아직 커밋되지 않음).
  • 트랜잭션 A가 이 데이터를 조회해 7000으로 인식.
  • 이후 B에서 롤백하여 잔액이 원래 값(5000)으로 복원되면, A는 잘못된 데이터를 본 셈이 됨.
• 해결 방법:
  • Read Committed 격리 수준 이상에서 방지 가능.

격리 수준	팬텀 리드	반복 가능하지 않은 조회	더티 리드
Serializable	방지	방지	방지
Repeatable Read	발생 가능	방지	방지
Read Committed	발생 가능	발생 가능	방지
Read Uncommitted	발생 가능	발생 가능	발생 가능

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지속성 (Durability)

• 정의: 성공적으로 수행된 트랜잭션은 영원히 반영되어야 함.
  • 시스템 장애 발생 시에도 복구 가능.
• 지속성을 지원하는 기술:
  • 체크섬 (Checksum): 데이터의 무결성을 확인하기 위한 값.
  • 저널링 (Journaling): 트랜잭션 작업 내용을 로그에 기록하여 장애 시 복구 가능.
  • 롤백 (Rollback): 작업 중 문제가 생겼을 때, 데이터의 이전 상태로 복원.

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무결성 (Integrity)

종류	정의	설명
개체 무결성	기본키(Primary Key)는 NULL 값이거나 중복될 수 없음.	각 레코드가 유일하게 식별되어야 함.
참조 무결성	외래키(Foreign Key)는 참조되는 테이블의 기본키 값과 일치해야 함.	참조 관계에 있는 데이터 간의 일관성을 유지.
고유 무결성	특정 컬럼은 중복된 값을 가질 수 없음.	고유 제약 조건(UNIQUE).
NULL 무결성	특정 컬럼은 NULL 값을 가질 수 없음.	NOT NULL 제약 조건 사용.