트랜잭션의 특징: ACID

트랜잭션의 특징 알고 계신가요? 트랜잭션은 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)에서 가장 중요한 개념 중 하나로, 데이터베이스의 일관성을 유지하며 여러 작업을 하나의 논리적 단위로 묶는 것을 의미합니다. 트랜잭션이 성공적으로 완료되면 데이터베이스의 상태는 일관성을 유지하지만, 실패하면 이전 상태로 되돌아가야 합니다. 이를 보장하기 위해 트랜잭션은 ACID라는 네 가지 핵심 속성을 충족해야 합니다.

원자성
일관성
고립성
지속성

Table of Contents

Atomicity (원자성)

원자성은 트랜잭션이 모두 성공하거나, 그렇지 않으면 전혀 실행되지 않는 것을 보장하는 속성입니다. 이는 트랜잭션 내의 모든 작업이 하나의 단위로 실행되어야 한다는 것을 의미합니다. 만약 트랜잭션 도중 오류가 발생하면, 이미 실행된 작업은 모두 취소(rollback)되어 데이터베이스가 이전 상태로 복원됩니다.

예시

은행 계좌 간 송금 작업: 한 계좌에서 돈이 빠져나가고 다른 계좌로 돈이 입금되는 두 가지 작업은 모두 성공하거나 둘 다 실패해야 합니다. 만약 돈이 빠져나간 후 시스템 오류가 발생하면, 롤백 과정을 통해 처음 상태로 복원됩니다.
전자상거래 결제: 고객이 장바구니에 상품을 추가하고 결제를 완료하려는 경우, 상품 재고 감소와 결제 완료는 반드시 동시에 이루어져야 합니다. 만약 재고는 감소했지만 결제가 실패하면 트랜잭션은 취소됩니다.
항공권 예약: 항공권 예약 시스템에서 좌석을 차지하는 작업과 결제는 동시에 이루어져야 합니다. 결제 실패 시 좌석은 다시 예약 가능한 상태로 복구됩니다.
급여 지급: 기업에서 여러 직원의 급여를 지급하는 트랜잭션이 실행 중 일부 실패한다면, 전체 작업이 취소되어야 합니다. 그렇지 않으면 일부 직원에게만 급여가 지급되는 문제가 발생할 수 있습니다.
재고 관리 시스템: 창고에서 특정 상품의 입고와 출고 작업이 동시에 이루어져야 하는 경우, 한 작업이 실패하면 다른 작업도 롤백되어 재고 수량의 일관성이 유지됩니다.

원자성을 보장하는 메커니즘

로그 기반 복구: 트랜잭션 실행 전과 실행 중의 상태를 기록하여, 오류 발생 시 기록된 로그를 통해 롤백하거나 다시 실행할 수 있습니다.
체크포인트: 특정 시점에서 데이터베이스 상태를 저장하여 복구 시간을 단축시키는 방법입니다.
Write-Ahead Logging (WAL): 변경사항이 데이터베이스에 실제로 반영되기 전에 로그에 먼저 기록하는 방식으로, 트랜잭션의 원자성을 보장합니다.

원자성이 중요한 이유

데이터 손실 방지: 트랜잭션의 일부 작업만 완료되면 데이터 무결성이 손상될 가능성이 있습니다. 예를 들어, 계좌 이체 중 출금은 완료되었으나 입금이 실패하면 데이터 불일치가 발생합니다.
장애 복구: 시스템 오류가 발생하더라도 데이터베이스를 안정적인 상태로 복구할 수 있습니다.

Consistency (일관성)

일관성은 트랜잭션 실행 전후에 데이터베이스가 항상 유효한 상태를 유지해야 함을 의미합니다. 이는 데이터베이스에 정의된 모든 무결성 제약 조건(예: 외래키, 고유키, 도메인 제약 조건 등)이 항상 만족되어야 한다는 것을 보장합니다.

예시: 은행 계좌의 총합이 100만 원이라면, 트랜잭션이 완료된 이후에도 계좌 총합은 변하지 않아야 합니다.

Isolation (고립성)

고립성은 여러 트랜잭션이 동시에 실행될 때, 각 트랜잭션이 독립적으로 실행되는 것처럼 보여야 함을 의미합니다. 하나의 트랜잭션이 완료되기 전까지 다른 트랜잭션이 해당 트랜잭션의 데이터를 볼 수 없거나 수정할 수 없습니다. 이를 통해 데이터 충돌이나 불일치를 방지할 수 있습니다.

예시: 한 사용자가 특정 상품의 재고를 확인하고 구매를 완료하는 동안, 다른 사용자는 동일한 상품의 재고를 변경할 수 없습니다.

Durability (지속성)

지속성은 트랜잭션이 성공적으로 완료된 후의 결과가 영구적으로 데이터베이스에 저장되는 것을 보장합니다. 시스템에 장애가 발생하더라도 트랜잭션 결과는 손실되지 않습니다. 이를 위해 DBMS는 주로 로그 또는 백업 메커니즘을 사용합니다.

예시: 상품 구매 후 시스템 장애가 발생하더라도 결제 정보가 손실되지 않아야 합니다.

ACID 속성의 중요성

트랜잭션의 ACID 속성은 데이터베이스의 신뢰성을 보장하며, 데이터 손실, 무결성 파괴, 동시성 문제 등을 예방합니다. 따라서 은행, 전자상거래, 의료 시스템 등 높은 신뢰성이 요구되는 애플리케이션에서 필수적으로 적용됩니다.

정리

Atomicity: 트랜잭션은 모두 실행되거나 모두 실행되지 않아야 한다.
Consistency: 데이터베이스는 항상 유효한 상태를 유지해야 한다.
Isolation: 트랜잭션은 독립적으로 실행되어야 한다.
Durability: 완료된 트랜잭션의 결과는 영구적이어야 한다.

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