트랜잭션(Transaction) - 병행 제어, 로킹, 타임스탬프출처

 

트랜잭션이란? Transaction

데이터베이스의 상태를 변화시키기 해서 수행하는 작업의 단위

 

원자성 (Atomicity) :트랜잭션이 데이터베이스에 모두 반영되던가, 아니면 전혀 반영되지 않아야 한다는 것

일관성 (Consistency) : 트랜잭션의 작업 처리 결과가 항상 일관성이 있어야 한다는 것

독립성 (Isolation) : 둘 이상의 트랜잭션이 동시에 실행되었을 때, 어떤 하나의 트랜잭션이라도 다른 트랜잭션의 연산에 끼어들 수 없는 것

지속성 (Durability) : 트랜잭션이 성공적으로 완료되었을 경우, 결과는 영구적으로 반영되어야 한다는 것

 

 

병행제어란? Concurrency Control

"병행"은 매우 빠르게 여러 트랜잭션 사이를 이동하면서 조금씩 처리를 수행하는 방식.

실제로는 한번에 한번의 트랜잭션만 수행하지만, 동시에 여러 트랜잭션을 수행하는 것처럼 보이도록 한다.

 

 

병행제어의 목적

- 데이터베이스의 일관성 유지

- 데이터베이스 공유 최대화

- 시스템 활용 최대화

- 사용자 응답시간 최소화

- 단위 시간당 트랜잭션 처리 건수 최대화

 

 

병행제어 기법

 

1. 로킹 (Locking)

트랜잭션이 접근하려는 데이터를 다른 트랜잭션이 접근하지 못하도록 잠그는(Lock)하는 병행 제어 기법

이를 통해 상호배제 기능을 제공하며 잠금을 설정한 트랜잭션이 해제할 때까지 데이터를 독점적으로 사용할 수 있음

 

한 번에 로킹할 수 있는 데이터 크기를 로킹단위라고 하며 필드/레코드/테이블/파일/데이터베이스 모두 로킹 단위가 될 수 있음

 

 

2. 2단계 로킹 규약 (Two-Path Locking, 2PL)

각 트랜잭션의 lock과 unlock 요청을 2단계로 실시하는 방식

확장단계와 축소단계로 나뉜다.

이를 통해 직렬성을 보장하는 대표적인 로킹 규약이지만 여전히 lock연산으로 인한 교착상태를 예방할 수 없다는 단점있음

 

- 확장단계(Growing phase): 새로운 lock 연산만을 수행할 수 있고, unlock 연산은 수행할 수 없는 단계

- 축소단계(shrinking phase): unlock 연산을 수행할 수 있고, lock연산은 수행할 수 없는 단계 

 

 

 

3. 타임스탬프 순서 (Timestamp ordering) 기법

비직렬 트랜잭션을 타임스탬프 순서에 따라 직렬화 시키는 방법

데이터에 접근하는 시간(timestamp)을 미리 정해두어 부여된 시간 순서대로 데이터에 접근하며, lock을 사용하지 않고 시간을 나눠 사용하기 때문에 교착상태가 발생하지 않는다.

하지만 rollback 발생률이 높고, 연쇄 복귀를 초래할 수 있는 단점이 있음

 

 

4. 낙관적 병행 제어 (Optimistic Concurrency Control)

트랜잭션 수행 동안은 어떠한 검사를 하지 않고, 트랜잭션이 종료된 이후에 일괄적으로 검사하는 방식

수행 도중에는 트랜잭션을 위해 유지되는 데이터 항목들의 지역 사본에 대해서만 갱신하고, 트랜잭션이 종료되고 난 후에 직렬화를 검증하여 검증되면 데이터베이스에 한번에 반영하는 방식임

 

 

5. 다중 버전 병행 제어 (Multi-version Concurrency Control)

한 데이터에 대해 여러 버전의 값을 유지하며 관리하는 방식

타임스탬프 개념을 이용하며 다중 버전 타임 스탬프 기법이라고도 함

여러 버전의 타임스탬프를 비교하여 스케쥴상 직렬 가능성이 보장되는 타임 스탬프를 선택하고,

충돌이 발생할 경우 연쇄 복귀가 발생할 수 있는 단점이 있음