[Database] 스프링과 트랜잭션

들어가며

트랜잭션이란 DB에서 하나의 기능을 수행하기 위한 작업의 단위 이다.

여러 쿼리들을 하나로 묶는 단위이다.

커밋이 되었다 == 하나의 트랜잭션이 성공적으로 수행되었다.

트랜잭션 정의 이유

• DB에서 데이터를 다룰때 장애가 일어날 때 데이터를 복구하는 작업의 단위
• 여러 작업 동시에 같은 데이터를 다룰 때 작업을 서로 분리하는 단위가 됨

트랜잭션은 전체가 수행되거나 전혀 수행되지 않아야함 (ALL OR NOTHING)

트랜잭션의 ACID 특징

원자성

일부만 수행되는 일이 없도록 전부 수행되거나 아예 수행되지 않아야함 all or nothing일관성

• 트랜잭션은 db의 일관성을 유지해야함

일관성

트랜잭션을 수행하기 전이나 수행한 후나 db는 항상 일관된 상태를 유지해야함

• 일관 되게 조건,규칙에 유효해야함

격리성

• 여러 트랜잭션이 동시에 수행되는데 상호 존재를 모르고 독립적으로 수행됨
• 고립성 유지위해선 트랜잭션이 변경중인 임시데이터를 다른 트랜잭션이 읽고 쓸때 제어가필요함
• 동시성 제어

이를 위한 여러 격리수준이 존재함 추후 서술

지속성

• 트랜잭션이 정상적으로 commit 혹은 부분완료 한 데이터는 dbms가 책임지고 db에 기록

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격리 수준

여러 트랜잭션은 순차적으로 실행되는 것 처럼 작동하고, 여러 사용자가 같은 데이터에 접근할 수 있어야한다.

순차적으로 하면 쉽지만, 성능이 안좋다.

SERIALIZABLE

격리성은 강한데, 동시성은 약하다.

TABLE 전체에 락을 건다.

트랜잭션이 완료될 때까지 다른 사용자는 그 영역에 해당되는 데이터에 대한 수정 및 입력이 불가능하다.

@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)

쓰기, 읽기에도 잠금이 걸리기 때문에 다른 트랜잭션에서는 레코드를 변경하지 못한다. 그래서 동시처리 능력이 다른 격리수준보다 떨어지고, 성능저하가 발생하게 된다.

교착상태가 발생할 수 있다.

REPEATABLE_READ

하나의 트랜잭션이 수정한 행에 공유락, 베타락을 설정하여 다른 트랜잭션이 수정할 수 없다.

TABLE의 행에 LOCK을 건다.

하지만 새로운 행을 추가할 수 있다. 이후 추가된 행이 발견될 수 있다.

@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)

문제점

팬텀 리드 발생

• 동일 쿼리 보냈을 경우 조회 결과가 다르다.
  • 이로 인해 데이터의 일관성이 깨질 수 있다.
  • 예상치 못한 값이 반환된다.

해결 ?

• 팬텀 리드를 방지하기 위해 트랜잭션 범위 내에서 데이터에 락을 걸어 다른 트랜잭션의 간섭을 막는다.
• Serializable 격리 수준을 사용한다.
• Optimistic Locking은 데이터 변경 시 버전 번호 등의 필드를 사용하여 충돌을 탐지하고, 충돌이 발생하면 트랜잭션을 롤백하는 방식으로 팬텀 리드를 방지할 수 있습니다.

READ_COMMITTED

MYSQL 기본값이다.

자신의 데이터에 공유락을 건다.

다른 트랜잭션이 커밋하지 않은 정보는 읽을 수 없다. 커밋 완료된 데이터에 대해서만 조회를 허용한다.

@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)

트랜잭션이 접근한 행을 다른 트랜잭션이 수정할 수 있다.

문제점

반복 가능하지 않은 조회

• 한 트랜잭션 내의 같은 행에 두번 이상의 조회가 발생했을때 값이 다른 경우
  • 이로 인해 데이터의 일관성이 깨질 수 있다.
  • 예상치 못한 값이 반환된다.

READ_UNCOMMITTED

하나의 트랜잭션이 커밋되기 전에 다른 트랜잭션에 노출된다.

데이터 부정합 문제가 발생할 확률이 높지만, 성능은 가장 빠르다.

데이터를 어림잡아 집계할 때 사용하면 좋다.

왜 문제가 생길 수 있음에도 READ_COMMITTED를 주로 사용할까 ?

데이터베이스 트랜잭션의 동시성과 일관성 사이에서 트레이드 오프를 이루기 위한 선택적인 격리 수준이다.

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트랜잭션 전파

트랜잭션은 connection 단위로 수행하기 때문에 같은 트랜잭션일 경우 커넥션을 넘겨주어 수행 해야한다.

이를 넘겨서 수행하지 않고 여러 메소드가 한 트랜잭션 내에 묶이는 것을 트랜잭션 전파 라고 한다.

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)

부모 트랜잭션이 존재한다면 부모 트랜잭션으로 합류한다. 부모 트랜잭션이 없다면 새로운 트랜잭션을 생성한다.

중간에 롤백이 발생한다면 모두 하나의 트랜잭션이기 때문에 진행사항이 모두 롤백된다.

@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)

무조건 새로운 트랜잭션을 생성합니다. 각각의 트랜잭션이 롤백되더라도 서로 영향을 주지 않는다.

@Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY)

부모 트랜잭션에 합류한다. 만약 부모 트랜잭션이 없다면 예외를 발생시킨다.

@Transactional(propagation = Propagation.NESTED)

부모 트랜잭션이 존재한다면 중첩 트랜잭션을 생성한다.

중첩된 트랜잭션 내부에서 롤백 발생시 해당 중첩 트랜잭션의 시작 지점 까지만 롤백되고 부모 트랜잭션에는 영향을 주지 않는다.

중첩 트랜잭션은 부모 트랜잭션이 커밋될 때 같이 커밋된다. 부모 트랜잭션이 존재하지 않는다면 새로운 트랜잭션을 생성합니다.

@Transactional(propagation = Propagation.NEVER)

트랜잭션을 생성하지 않는다. 부모 트랜잭션이 존재한다면  예외를 발생시킨다.

@Transactional(propagation = Propagation.SUPPORT)

부모 트랜잭션이 있다면 합류하며 진행중인 부모 트랜잭션이 없다면 트랜잭션을 생성하지 않는다.

@Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)

부모 트랜잭션이 있다면 보류시키며 부모 트랜잭션이 없다면 트랜잭션을 생성하지 않는다.