트랜잭션 정의
데이터베이스는 다수의 사용자가 동시에 사용해도 항상 정확한 데이터를 유지해야 하며, 장애가 발생하더라도 빠른 시간 내에 원래의 상태로 복구되어야 한다. 즉, 데이터베이스 관리 시스템은 항상 정확하고 일관된 상태를 유지해야 한다. 이때, 트랜잭션이 사용된다.
트랜잭션은 작업 하나를 수행하는데 필요한 데이터베이스의 연산들을 모아놓은 것으로, 데이터베이스의 논리적인 작업의 단위이다. 트랜잭션을 관리함으로 데이터베이스의 회복과 병행 제어가 가능해진다.
트랜잭션의 모든 명령문이 완벽히 처리되거나, 하나도 처리되지 않아야 데이터베이스가 모순 없는 일관된 상태를 유지할 수 있다. 일반적으로 데이터베이스를 변경하는 `INSERT`문, `UPDATE`문, `DELETE`문의 실행을 트랜잭션으로 관리한다.
트랜잭션 특성 (ACID)
트랜잭션이 성공적으로 처리되어 데이터베이스의 무결성과 일관성을 유지하기 위해서는 다음 네 가지 특성을 필수적으로 만족시켜야 한다. 트랜잭션의 네 가지 특성을 각 특성의 이니셜을 따서 ACID 특성이라고 한다.
원자성 (Atomicity)
트랜잭션의 원자성(Atomicity)은 트랜잭션을 구성하는 연산들이 모두 정상적으로 실행되거나 하나도 실행되지 않아야 함을 의미한다. 즉, All or Nothing 방식을 취한다.
트랜잭션을 수행하다가 장애가 발생하여 작업을 완료하지 못하면, 현재까지 실행된 연산 처리는 모두 취소되고 데이터베이스는 트랜잭션 작업 전의 상태로 되돌아가야 한다. 트랜잭션을 구성하는 연산 중 일부만 처리한 결과가 데이터베이스에 반영하는 일이 없어야 한다.
일관성 (Consistency)
트랜잭션의 일관성(Consistency)은 트랜잭션이 성공적으로 수행된 후, 데이터가 일관된 상태를 유지해야 함을 의미한다.
트랜잭션 수행 과정 중에서 데이터베이스가 일시적으로 일관된 상태를 유지 못할 수 있지만, 트랜잭션의 수행이 성공적으로 완료되면 데이터베이스는 일관된 상태를 유지해야 한다.
격리성 (Isolation)
트랜잭션의 격리성(Isolation)은 현재 수행 중인 트랜잭션이 완료될 때까지 생성된 중간 연산 결과에 다른 트랜잭션들이 접근할 수 없음을 의미한다.
격리성에 의해 여러 트랜잭션들이 동시에 수행되더라도 각 트랜잭션이 독립적으로 수행될 수 있도록 다른 트랜잭션의 중간 연산 결과에 서로 접근하지 못한다. 이를 통해 트랜잭션들이 동시에 수행되는 것처럼 느끼면서도 순서대로 하나씩 수행되는 것처럼 정확하고 일관된 결과를 얻을 수 있다.
지속성 (Durability)
트랜잭션의 지속성(Durability)은 트랜잭션이 성공적으로 완료된 후 데이터베이스에 반영한 수행 결과는 어떤 경우에도 손실되지 않고 영구적이어야 함을 의미한다.
시스템에 장애가 발생하더라도 트랜잭션 작업 결과는 없어지지 않고 데이터베이스에 남아있어야 한다는 것이다.
트랜잭션 연산
트랜잭션의 수행과 관련하여 주로 사용되는 연산으로는 `COMMIT` 연산과 `ROLLBACK` 연산이 있다.
COMMIT
`COMMIT` 연산은 트랜잭션의 수행이 성공적으로 완료되었음을 선언하는 연산으로, `COMMIT` 연산이 실행된 후에야 트랜잭션의 수행 결과가 데이터베이스에 반영되며 일관된 상태를 지속적으로 유지할 수 있다.
ROLLBACK
`ROLLBACK` 연산은 트랜잭선의 수행이 실패했음을 선언하는 연산으로, `ROLLBACK` 연산이 실행되면 트랜잭션이 지금까지 실행한 연산의 결과는 취소되고 트랜잭션이 수행되기 전 상태로 되돌아간다.
트랜잭션 상태
트랜잭션은 다섯 가지 상태 중 하나에 속하게 된다. 트랜잭션이 수행되기 시작하면 활동 상태가 되고, 활동 상태의 트랜잭션이 마지막 연산을 처리하고 나면 부분 완료 상태가 되며, 부분 완료 상태의 트랜잭션이 COMMIT 연산을 실행하면 완료 상태가 된다. 활동 상태나 부분 완료 상태에서 여러 원인으로 인해 정상적인 수행이 불가능해지면 트랜잭션을 실패상태가 된다. 실패 상태의 트랜잭션은 ROLLBACK 연산이 실행되어 철회 상태가 된다. 완료 또는 철회 상태에 도달하면 트랜잭션은 종료된다.
활동 상태(Active)
활동 상태는 트랜잭션이 수행되기 시작하여 현재 수행 중인 상태를 말한다. 활동 상태인 트랜잭션은 상황에 따라 부분 완료 상태나 실패 상태가 된다.
부분 완료 상태 (Partially Committed)
부분 완료 상태는 트랜잭션의 마지막 연산이 실행된 직후의 상태를 말한다. 트랜잭션의 모든 연산을 처리한 상태이지만 최종 결과가 데이터베이스에 반영되지 않은 상태이다. 트랜잭션의 연산은 모두 처리했지만 트랜잭션의 수행이 완료된 것은 아니다. 부분 완료 상태인 트랜잭션은 상황에 따라 완료 상태나 실패 상태가 된다.
완료 상태 (Committed)
완료 상태는 트랜잭션이 성공적으로 완료되어 COMMIT 연산을 실행한 상태를 말한다. 트랜잭션이 완료 상태가 되면 최종 결과가 데이터베이스에 반영되고 데이터베이스는 새로운 일관된 상태가 되며 트랜잭션은 종료된다.
실패 상태 (Failed)
실패 상태는 여러 원인으로 인하여 장애가 발생하고 트랜잭션의 수행이 중단된 상태를 말한다. 트랜잭션을 더 이상 수행할 수 없을 때 실패 상태가 된다.
철회 상태 (Aborted)
철회 상태는 트랜잭션을 수행하는데 실패하여 ROLLBACK 연산을 실행한 상태를 말한다. 트랜잭션이 철회 상태가 되면 지금까지 실행한 모든 트랜잭션의 연산은 취소되고 트랜잭션이 수행되기 전의 데이터베이스 상태로 되돌아가며 트랜잭션이 종료된다. 철회 상태로 종료된 트랜잭션은 상황에 따라 다시 수행되거나 폐기된다.
