데이터베이스 (1) 다중 사용자 환경, 트랜잭션

다중 사용자 환경

은행에서 사용자들이 동시에 접속해서 다양한 업무를 수행한다고 가정해 봅시다.

C_account = 100

C_account_by_A_process = 100
C_account_by_B_process = 100

C_account_by_A_process = C_account_by_A_process + 50
C_account_by_B_process = C_account_by_B_process + 30

C_account = C_account_by_A_process
C_account = C_account_by_B_process

print(C_account)

출력값
130

지금까지 잘 사용해 온 Pandas 기반 프로그램은 C 고객의 잔고를 130이라고 있을 가능성이 높습니다. 이건 파일시스템으로만 데이터의 영속성이 잘 관리되기 어렵기 때문입니다. 위 가정의 가장 큰 문제점은 트랜잭선(Transaction)의 개념이 없다는 것입니다. 동일한 데이터를 여러 프로세스가 동시에 접근해서 변경하려고 들 때, 한 프로세스의 변경이 다른 프로세스의 변경을 무효화해서는 안 됩니다.

트랜잭션

자료 출처: 트랜잭션

정의

트랜잭션(Transaction)은 데이터베이스의 상태를 변환시키는 하나의 논리적 기능을 수행하기 위한 작업의 단위 또는 한꺼번에 모두 수행되어야 할 일련의 연산들을 의미한다.

트랜잭션의 특징

1. 트랜잭션은 데이터베이스 시스템에서 병행 제어 및 회복 작업 시 처리되는 작업의 논리적 단위이다.
2. 사용자가 시스템에 대한 서비스 요구시 시스템이 응답하기 위한 상태 변환 과정의 작업단위이다.
3. 하나의 트랜잭션은 Commit 되거나 Rollback된다.

성질

Atomicity 원자성

1. 연산이 데이터베이스에 모두 반영거나 전혀 반영되지 않아야 한다.
2. 트랜잭션 내의 모든 명령은 모두 완벽히 수행되어야 하며, 모두가 완벽히 수행되지 않고 하나라도 오류가 발생하면 전부가 취소되어야 한다.

Consistency 일관성

1. 실행을 성공적으로 완료하면 언제나 일관성 있는 데이터베이스 상태로 변환한다.
2. 시스템이 가지고 있는 고정요소는 트랜잭션 수행 전과 트랜잭션 수행 완료 후의 상태 길이가 같아야 한다.

Isolation 독립성/격리성

1. 둘 이상의 트랜잭션이 동시에 병행 실행되는 경우, 어느 하나의 트랜잭션 실행 중 다른 트랜잭션의 연산이 끼어들 수 없다.
2. 수행 중인 트랜잭션은 완전히 완료될 때까지 다른 트랜잭션에서 수행 결과를 참조할 수 없다.

Durability 영속성 지속성

• 성공적으로 완료된 트랜잭션의 결과는 시스템이 고장나더라도 영구적으로 반영되어야 함

트랜잭션 연산 및 상태

Commit 연산

1. 커밋 연산은 한 개의 논리적 단위에 대한 작업이 성공적으로 끝났고 데이터베이스가 다시 일관된 상태에 있을 때, 이 트랜잭션이 행한 갱신 연산이 완료된 것을 트랜잭션 관리자에게 알려주는 연산이다.

Rollback 연산

1. 롤백 연산은 하나의 트랜잭션 처리가 비정상적으로 종료되어 데이터베이스의 일관성을 깨뜨렸을 때, 이 트랜잭션의 일부가 정상적으로 처리되었더라도 원자성을 구현하기 위해 이 트랜잭션이 행한 모든 연산을 취소(Undo)하는 연산이다.

2. 롤백 시에는 해당 트랜잭션을 재시작하거나 폐기한다.

트랜잭션의 상태

• 활동(Active) : 트랜잭션이 실행중인 상태

• 실패(Failed) : 트랜잭션 실행에 오류가 발생하여 중단된 상태

• 철회(Aborted) : 트랜잭션이 비정상적으로 종료되어 Rollback 연산을 수행한 상태

• 부분 완료(Partially Committed) : 트랜잭션의 마지막 연산까지 실행했지만, Commit 연산이 실행되기 직전의 상태

• 완료(Committed) : 트랜잭션이 성공적으로 종료되어 Commit 연산을 실행한 후의 상태