isolation level

ACID

• 원자성(Atomicity): 하나의 트랜잭션이 작업이 전부 성공하거나 전부 실패해야 한다
• 일관성(Consistency): 작업이 성공적으로 완료 되더라도 작업 이전과 같은 상태를 유지해야 한다.
• 격리성(Isolation): 작업이 수행되고 있을 때 다른 작업이 끼어들지 못한다.
• 지속성(Durability): 성공적으로 수행된 트랜잭션에 대해 영구히 반영되어야 한다.

Transaction

• Database 데이터를 조작하는 작업의 단위다

• 예)

  A가 B에게 1000원을 송금

  • A계좌에 1000원을 차감
  • B계좌에 1000월을 추가

• 위의 예시에서 A와 B의 계좌의 변경이 모두 반영되어야 하며 어느 하나 일부만 성공하면은 안된다

Isolation Level

ACID원칙을 지키다보면 동시성(Concurrency)문제가 발생한다. Isolation Level별로 차등을 두어 동시성에 대한 이점을 가질 수 있게할 수 있다.

ANSI/ISO SQL Standard에서 정의한 Isolation Level은 다음과 같다.

• READ UNCOMMITTED
• READ COMMITTED
• REPEATABLE READ
• SERIALIZABLE

ANSI: 미국 국립 표준 협회 ISO: 국제 표준화 기구

READ UNCOMMITTED

SELECT 실행시 COMMIT이 완료되지 않은 데이터를 읽어올 수 있다. COMMIT되지 않은 데이터를 읽는 현상을 Dirty Read라고 한다.

READ COMMITTED

commit이 완료된 데이터만 SELECT시에 보인다. 대부분의 dbms의 기본 설정값이다. Read Committed에서는 Dirty Read가 발생하지 않는다.

commit이 수행하지 않더라도 DB에 이미 값이 반영이 되어있는 상태인데 commit 이전의 데이터를 보장받기 위해서는 commit되지 않은 쿼리를 복구하는 과정이 필요하다. 이 시점에서는 Consistent Read를 수행해야 함을 의미한다.

하나의 트랜잭션 안에서 SELECT를 수행 할 때마다 데이터가 동일하다는 보장을 해주지 않는다. 그 이유는 다른 트랜젝션에서 해당 데이터를 COMMIT 했을 경우 COMMIT 된 데이터를 반환해주는게 Read Committed의 특징이기 때문이다. 위와 같은 이유로 Read Committed를 Non-repeatable Read라고 한다.

Consistent Read read(=SELECT) operation을 수행할 때 현재 DB의 값이 아닌 특정 시점의 DB snapshot을 읽어오는 것이다. 물론 이 snapshot은 commit 된 변화만이 적용된 상태를 의미한다.

• 트랜잭션 1이 Commit 한 이후 끝나지 않은 트랜잭션2가 다시 테이블 값을 읽으면 값이 변경됨을 알 수 있다.
• 하나의 트랜잭션 내에서 똑같은 SELECT 쿼리를 실행했을 때는 항상 같은 결과를 가져와야 하는 REPEATABLE READ의 정합성에 어긋난다.
• 이러한 문제는 주로 입금, 출금 처리가 진행되는 금전적인 처리에서 주로 발생한다.
  • 데이터의 정합성을 깨지고, 버그는 찾기 어려워진다.

REPEATABLE READ

한 트랜잭션 안에서 반복해서 SELECT를 수행하더라도 읽어 들이는 값이 변화하지 않는다.

트랜잭션은 처음으로 SELECT를 수행한 뒤 그 이후에 모든 SELECT마다 해당 시점을 기준으로 Consistent Read를 수행하여 준다. 그러므로 트랜잭션 도중 다른 트랜잭션이 commit되더라도 새로 commit된 데이터는 보이지 않게 된다. 이유는 첫 select시에 생성된 snapshot을 읽기 때문이다.

Phantom Read

• 다른 트랜잭션에서 수행한 변경 작업에 의해 레코드가 보였다가 안보였다가 하는 현상
• 이를 방지하기 위해서는 쓰기 잠금을 걸어야한다.

SERIALIZABLE

모든 작업을 하나의 트랜잭션에서 처리하는 것과 같은 가장 높은 고립수준을 제공한다. ReadCommitted나 Repeatable Read 두개의 공통적인 이슈는 Phantom Read가 발생한다는 점이다.

Phantom Read 하나의 트랜잭션에서 update 명령이 유실되거나 덮어써질 수 있는 즉, update 후 commit 하고 다시 조회를 했을 때 예상과는 다른 값이 보이거나 데이터가 유실된 경우를 phantom read라고 한다.

그와 다르게 SERIALIZABLE에서는 SELECT 쿼리가 전부 SELECT ... FOR SHARE로 자동으로 변경되어 Repeatable Read에서 막을 수 없는 몇 가지 상황을 방지할 수 있게 된다.

S Lock: (Shared Lock, 공유잠금) 읽기 잠금(Read Lock)이라고도 불린다. 어떤 트랜잭션에서 데이터를 읽고자 할 때 다른 shared lock은 허용되지만 exclusive lock은 불가하다. 읽을 수 있되 변경은 불가능하다.

X Lock: (Exclusive Lock, 배타적 잠금)

쓰기 잠금이라고도 불린다. 어떤 트랜잭션에서 데이터를 변경하고자 할 때 해당 트랜잭션이 완료될 때까지 해당 테이블 혹은 레코드를 다른 트랜잭션에서 읽거나 쓰지 못하게 하기 위해 Exclusive Lock을 걸고 트랜잭션을 진행시키는 것이다.