7.1 SQL 응용
트랜잭션
트랜잭션이란?
인가받지 않은 사용자로부터 데이터를 보장하기 위해 DBMS가 가져야 하는 특성이자, 데이터베이스 시스템에서 하나의 논리적 기능을 정상적으로 수행하기 위한 작업의 기본 단위.
트랜잭션의 특성
- 원자성 (Atomicity) : Commit / Rollback. 트랜잭션을 구성하는 연산 전체가 모두 정상 실행되거나 모두 취소되어야 함.
- 일관성 (Consistency) : 시스템이 가지고있는 고정 요소는 트랜잭션 수행 전과 수행 완료 후의 상태가 같아야 함. 무결성. 동시성 제어.
- 격리성=고립성 (Isolation) : 동시에 실행되는 트랜잭션들은 서로 영향을 미치지 않아야 함.
- 영속성 (Durability) : 성공이 완료된 트랜잭션의 결과는 영속적으로 DB에 저장되어야 함.
트랜잭션의 상태
- 활동 상태 (Active) : 초기 상태, 트랜잭션이 실행 중.
- 부분 완료 상태 (Partially Committed) : 마지막 명령문이 실행된 후.
- 완료 상태 (Committed) : 트랜잭션이 성공적으로 완료된 후.
- 실패 상태 (Failed) : 정상적인 실행이 더 이상 진행될 수 없을 때.
- 철회 상태 (Aborted) : 트랜잭션이 취소되고 DB가 트랜잭션 시작 전 상태로 환원된 상태.
TCL (Transaction Contorl Language)이란?
트랜잭션의 결과를 허용하거나 취소하는 목적으로 사용되는 언어
- COMMIT : 트랜잭션을 메모리에 영구적으로 저장하는 제어어. 트랜잭션 확정.
- ROLLBACK : 오류 발생 시, 오류 이전의 특정 시점 상태로 되돌려주는 제어어. 트랜잭션 취소.
- CHECKPOINT : ROLLBACK을 위한 시점을 지정하는 제어어.
병행제어란?
병행 제어는 다수 사용자 환경에서 여러 트랜잭션을 수행할 때, DB 일관성 유지를 위해 상호 작용을 제어하는 기법.
병행제어 목적
- DB 공유 최대화
- 시스템 활용도 최대화
- DB 일관성 유지
- 응답시간 최소화
병행제어 미보장 시 문제점
- 갱신 손실(Lost Update) : 먼저 실행된 트랜잭션의 결과를 나중에 실행된 트랜잭션이 덮어쓸 때 발생.
- 현황 파악오류(Dirty Read) : 트랜잭션의 중간 수행 결과를 다른 트랜잭션이 참조하여 발생.
- 모순성 (Inconsistency) : 두 트랜잭션이 동시에 실행되어 DB의 일관성 결여.
- 연쇄복귀 (Cascading Rollback) : 복수의 트랜잭션이 데이터 공유 시 특정 트랜잭션이 처리를 취소할 경우, 트랜잭션이 처리한 곳의 부분을 취소하지 못하는 오류.
병행제어 기법
- 로킹 (Locking) : 같은 자원을 액세스하는 다중 트랜잭션 환경에서 DB의 일관성과 무결성을 유지하기 위해 트랜잭션의 순차적 진행을 보장하는 직렬화 기법.로킹 단위가 작아지면 DB 공유도 및 로킹 오버헤드 증가.
- 낙관적 검증 (Optimistic Validation) : 트랜잭션이 어떠한 검증도 수행하지 않고 트랜잭션을 수행한 후, 트랜잭션 종료 시 검증을 수행하여 DB에 반영하는 기법.
- 타임 스탬프 순서 (Time Stamp Ordering) : 트랜잭션과 트랜잭션이 읽거나 갱신한 데이터에 대해 트랜잭션이 실행을 시작하기 전에 타임 스탬프를 부여하여 부여된 시간에 따라 트랜잭션 작업을 수행하는 기법.
- 다중버전 동시성 제어 (MVCC: Multi Version Concurrency Control) : 트랜잭션의 타임스탬프와 접근하려는 데이터의 타임스탬프를 비교하여 직렬가능성이 보장되는 적절한 버전을 선택하여 접근하도록 하는 기법.
DB 고립화 수준(격리성 주요 기법)
다른 트랜잭션이 현재의 데이터에 대한 무결성을 해치지 않기 위해 잠금을 설정하는 정도.
- Read Uncommitted : 한 트랜잭션에서 연산중인 데이터를 다른 트랜잭션이 읽는 것을 허용하는 수준.
- Read Committed : 연산이 완료될 때까지 연산 대상 데이터에 대한 읽기를 제한하는 수준.
- Repeatable Read : 선행 트랜잭션이 특정 데이터를 읽을 때, 트랜잭션 종료 시까지 해당 데이터에 대한 갱신 및 삭제를 제한하는 수준.
- Serializable Read : 선행 트랜잭션이 특정 데이터 영역을 순차적으로 읽을 때, 해당 데이터 영역 전체에 대한 접근 제한하는 수준.
회복 기법(영속성 주요 기법)
트랜잭션을 수행하는 도중 장애로 인해 손상된 DB를 손상되기 이전의 정상적인 상태로 복구시키는 작업.
- 로그 기반 회복 기법 - 지연 갱신 회복 기법(Deferred Update) : 트랜잭션이 완료되기 전까지 DB에 기록하지 않음.
- 로그 기반 회복 기법 - 즉각 갱신 회복 기법(Immediate Update) : 트랜잭션 수행 중 갱신 결과를 바로 DB에 반영.
- 체크 포인트 회복 기법(Checkpoint Recovery) : 장애 발생 시 검사점 이후에 처리된 트랜잭션에 대해서만 장애 발생 이전의 상태로 복원시키는 기법.
- 그림자 페이징 회복 기법(Shadow Paging Recovery) : DB 트랜잭션 수행 시 복제본을 생성하여 DB 장애 시 이를 이용해 복구.