Week5 DB Transaction, Recovery
트랜잭션, 회복
DB 세션이 뭔가요?
클라이언트가 데이터베이스와 맺는 상태 또는 연결. 클라이언트가 데이터베이스와 상호작용하는 연결단위
클라이언트가 DB에 연결 → 세션 시작.
클라이언트가 쿼리 전송 (조회, 삽입, 삭제 등).
DB가 요청에 응답하여 결과 반환.
트랜잭션이 끝나면 세션 종료 (commit/rollback).
Commit에 대해서 설명해주세요
Commit은 트랜잭션을 성공적으로 마무리하고, 변경된 데이터를 영구적으로 데이터베이스에 저장하는 작업
롤백에 대해서 설명해주세요
Rollback은 데이터베이스에서 트랜잭션이 비정상적으로 종료되거나 오류가 발생할 경우, 그 트랜잭션 내에서 변경된 모든 데이터를 취소하고, 트랜잭션이 시작되기 전의 상태로 되돌리는 작업
Rollback이 호출되면 로그 파일을 사용하여 변경 사항을 취소하고, 이전의 상태로 복구
그럼커밋되기전에는 영구적으로 저장되지 않기때문에 그냥 메모리에 있는 정보를 없애면 되는건데 왜 오버헤드가 발생하는가?
트랜젝션중에 발생하는 작업들은 로그에 반영을하는데, 로그를 롤백하는데에 오버헤드가 존재
락 해제
트랜잭션에 참여한 여러 데이터베이스나 외부 시스템(예: 메시지 큐, 파일 시스템 등)이 있다면, 롤백 시 이 자원들과의 연결을 정리하거나 복구하는 과정에서도 추가적인 리소스가 소모될 수 있습니다.
Auto Commit이 뭔가요?
쿼리 단위.
데이터베이스에서 SQL 쿼리를 실행할 때, 해당 쿼리가 자동으로 트랜잭션을 Commit하도록 하는 설정
여러 작업을 하나의 트랜잭션으로 묶어 처리하고자 할 때 적합하지 않습니다.
트랜잭션에 대해 설명해주세요.
하나 이상의 SQL 쿼리를 하나의 논리적 단위로 묶어서 처리
모든 작업이 성공적으로 완료되면 Commit으로 확정하고, 문제가 발생하면 Rollback으로 변경 사항을 취소하여 이전 상태로 되돌립니다.
트랜잭션은 ACID 성질을 만족
동시성과 장애복구에 중요한 역할을 합니다.
트랜잭션의 성질 ACID에 대해서 설명해주세요.
원자성(Atomicity), 일관성(Consistency), 격리성(Isolation), 지속성(Durability)
All or Nothing
모든 제약 조건을 만족, 트랜잭션 이전과 이후에 데이터베이스는 항상 정확하고 일관된 상태
각 트랜잭션은 서로 독립적으로 실행
트랜잭션이 Commit된 후에는 그 변경 사항이 영구적으로 저장
트랜잭션 격리 수준이 뭘까요?
데이터베이스 트랜잭션 간의 동시성 제어를 관리하기 위한 메커니즘
동시성 처리 성능과 데이터 일관성의 trade-off
Read Uncommitted: 커밋되지 않은 데이터도
Read Committed: 커밋된 데이터만
Repeatable Read: 다른 트랜잭션에 의해 중간에 값이 바뀌어도, 처음 본인이 읽은 값을 유지.
Serializable: 순차적 실행
InnoDB에서는 Repeatable Read격리 수준이지만, MVCC와 Locking(Next Key Lock)을 통해 팬텀리드를 해결합니다.
Read Uncommitted에 대해 설명해주세요
트랜잭션이 커밋되지 않은 데이터를 다른 트랜잭션이 읽을 수 있어 Dirty Read(더티 리드)가 발생
커밋되지 않은 중간 상태의 데이터도 다른 트랜잭션에서 읽을 수 있습니다. 롤백시 문제.
Non-repeatable read, phantome read 도 발생.
Read committed에 대해 설명해주세요
트랜잭션이 커밋된 데이터만 다른 트랜잭션이 읽을 수 있습니다. Dirty Read(더티 리드) 문제를 방지.
Non-Repeatable Read 문제가 발생. 트랜잭션이 동일한 데이터를 여러 번 읽을 때, 그 사이에 다른 트랜잭션이 데이터를 수정하고 커밋하면, 처음 읽은 값과 다시 읽은 값이 다를 수 있습니다.
Repeatable Read에 대해 설명해주세요
트랜잭션이 처음 데이터를 읽은 시점의 데이터를 트랜잭션이 끝날 때까지 계속해서 일관되게 유지하는 것을 보장(Lock). Non-Repeatable Read(논리적 일관성 손실) 문제를 해결
Phantom Read 발생. Phantom Read는 트랜잭션이 범위 기반 쿼리(예: 특정 조건에 맞는 모든 데이터를 조회)를 실행할 때, 처음에는 없었던 행이 추가되는 문제. (갱신과 삭제는 락이 걸려있기때문에 방지)
InnoDB경우는 락이 아닌 스냅샷을 사용하여 Phantom Read도 해결한다.
Serializable에 대해 설명해주세요
완벽한 일관성을 보장. 모든 동시성 문제(Dirty Read, Non-Repeatable Read, Phantom Read)를 완벽하게 방지
모든 트랜잭션이 마치 순차적으로 실행되는 것처럼 동작
DB 동시성 제어에 대해서 설명해주세요
여러 트랜잭션이 동시에 데이터베이스에 접근할 때, 데이터의 무결성과 일관성을 유지하기 위해 사용되는 메커니즘
락(Lock) 메커니즘:
읽기 락(Shared Lock): 여러 트랜잭션이 동시에 데이터를 읽을 수 있지만, 수정은 불가
쓰기 락(Exclusive Lock): 한 트랜잭션만 데이터를 읽고 수정할 수 있으며, 다른 트랜잭션은 대기
트랜잭션 격리 수준:
Read uncommitted, read committed, repeatable read, serializable
MVCC (다중 버전 동시성 제어):
락을 사용하지 않고 동시성을 제어하는 방법으로, 데이터베이스에서 여러 버전의 데이터를 관리하여 트랜잭션 간 충돌을 최소화합
예시)
트랜잭션 A가 데이터
x를 읽습니다. 이때,x는 버전 1입니다.트랜잭션 B가 같은 데이터
x를 수정하고, 버전 2로 새로운 버전을 생성합니다.트랜잭션 A가 다시 데이터를 조회할 때는 버전 1의 데이터를 읽습니다(처음에 읽었던 스냅샷을 유지). 반면에, 새로운 트랜잭션이 시작되면 버전 2의 데이터를 읽습니다.
트랜잭션 B가 완료되면, 이제 다른 트랜잭션은 버전 2를 읽게 됩니다.
InnoDB Locking 전략
레코드 잠금 (Record Lock): 특정 행(row)에만 적용되는 잠금으로, 트랜잭션이 실행 중인 레코드에 대해서만 잠금을 거는 방식
갭 잠금 (Gap Lock): 레코드 사이의 범위(갭)에 잠금을 거는 방식입니다. 갭 잠금은 주로 팬텀 리드(Phantom Read) 문제를 방지하기 위해 사용
넥스트 키 잠금 (Next-Key Lock): 레코드 잠금과 갭 잠금이 결합된 형태로, 특정 레코드와 그 레코드 주변의 범위(갭)에 대해 동시에 잠금을 거는 방식입니다. 이 전략은 InnoDB의 Repeatable Read 격리 수준에서 팬텀 리드를 방지하기 위해 사용
갱신 손실 문제가 뭔가요?
두 개 이상의 트랜잭션이 동시에 동일한 데이터를 수정 하나의 트랜잭션의 수정 결과가 사라져버리는 것
Lock 사용 / Repeatable Read 이상의 트랜잭션 적용
DB 락에 대해서 설명해주세요.
읽기 락(Shared Lock): 동시에 읽기 락을 걸 수 있지만 수정 삭제는 불가
쓰기 락(Exclusive Lock): 다른 트랜잭션이 읽기 쓰기 모두 불가
데드락 발생 가능
DB의 데드락에 대해 설명해주세요.
서로 자원을 선점한 상태, 상대방이 보유한 자원을 기다리며 무한 대기 상태에 빠지는 현상
상호 배제: 자원은 하나의 트랜잭션에만 할당
비선점: 다른 트랜잭션이 강제로 자원을 가져갈 수 없음.
점유와 대기: 자원을 점유하면서 동시에기다리는 상태
순환 구조: 서로 기다리는 상태
DB 회복에 대해서 설명해주세요
장애나 시스템 오류로 인해 데이터가 손상되거나 트랜잭션이 비정상적으로 종료되었을 때, 회복 기법을 통해 데이터를 복구하여 일관된 상태로 되돌리는 것.
목적: 데이터 일관성 유지, 손실된 트랜잭션 복구, 커밋되지 않은 데이터 취소
로그 기반 회복(Log-Based Recovery) 장애가 발생했을 때 이 로그를 사용하여 커밋된 트랜잭션을 복구하거나 커밋되지 않은 트랜잭션을 롤백. InnoDB에서는 주로 로그 기반 회복을 사용.
체크포인트(Checkpoint) 회복 기법 주기적으로 체크포인트를 찍어서 체크 포인트 이후의 로그만 검사하여 복구
그림자 페이징(Shadow Paging) 트랜잭션 발생시 원래 데이터를 복사하여 별도의 공간에 저장. 장애시 복사본을 사용하여 복구.
Redo, Undo에 대해서 설명해주세요
데이터베이스 회복 기법에서 사용되는 두가지 중요한 작업.
Undo = 롤백 커밋되지 않은 트랜잭션은 Undo로 처리
Redo = 재실행 커밋된 트랜잭션은 Redo로 처리
MySQL InnoDB 스토리지 엔진의 기본 트랜잭션 수준은 뭔가요?
Repeatable Read
Non-Repeatable Read 방지
Phantom Read 해결
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