트랜잭션(ACID, commit/rollback, 상태, 저장장치, 저장연산)

1) 트랜잭션

1-1) 한꺼번에 모두 수행되어야 할 일련의 데이터베이스 연산들

- 응용 프로그램 <- 하나 이상의 트랜잭션

- 트랜잭션 <- 하나 이상의 데이터베이스 연산들(SQL 명령)

1-2) 병행 제어 및 회복 작업의 논리적 단위(LUW : Logical Unit of Work)

 

2) 트랜잭션의 ACID 성질

2-1) 원자성 (Atomicity)

- 트랜잭션 내의 모든 연산은 반드시 한꺼번에 완료되어야 하며, 그렇지 못한 경우는 한꺼번에 취소(all or nothing)

- 트랜잭션의 원자성을 위한 연산 : Commit(완료)와 Rollback(복귀)

- 원자성은 트랜잭션 관리 컴포넌트 책임

 

2-2) 일관성 (Consistency)

- 트랜잭션이 성공적으로 완료하면 일관성 있는 데이터베이스 상태로 변환

- 프로그램 실행 중의 일관성 위반은 무시, 실행 중에는 불일치 상태 허용

- 일관성을 보장하는 것은 응용프로그램 작성자 책임

 

2-3) 격리성/고립성 (Isolation)

- 트랜잭션이 실행 중에 있는 연산의 중간 결과는 다른 트랜잭션이 접근 불가

- 트랜잭션의 부분적인 상태를 다른 트랜잭션에 제공 불가

- cascading abort를 방지하기 위함

- 격리성은 동시성 제어 컴포넌트 책임

 

2-4) 영속성 (Durability)

- 트랜잭션이 그 실행을 성공적으로 완료하면 시스템은 완료된 결과의 영속성을 보장

- 영속성은 회복 관리 컴포넌트 책임

 

Q) 여러 트랜잭션이 동시에 수행되더라도 각기 개별로 수행되는 것과 동일해야 한다는 성질을 ( a ) 이라 하며, 트랜잭션 내의 모든 데이터베이스 연산들이 수행 완료되거나, 아니면 아무 연산도 수행되지 않음을 보장해야 하는 특성을 ( b ) 이라 한다.

 

A) a : 격리성/고립성(isolation), b : 원자성(atomicity)

 

 

3) 트랜잭션의 원자성을 제공하기 위한 연산(commit, rollback)

3-1) COMMIT : 트랜잭션의 성공적인 종료

- 한 작업의 논리적 단위가 성공적인 종료

- 새로운 트랜잭션은 commit문 다음에 바로 시작 가능

- 트랜잭션이 실패한 상태에서 commit상태로는 전이 불가능

 

3-2) ROLLBACK : 트랜잭션의 비정상적인 종료

- 트랜잭션의 비성공적인 종료

- 한 작업의 논리적 단위가 수행이 잘못되었음을 알려줌

- 데이터베이스가 일괄적이지 않은 상태에 있으며, 이 트랜잭션이 수행 모든 변경 연산을 복귀시키거나 취소(Undo)해야 한다는 것을 트랜잭션 관리기에 알려줌

- DBMS는 해당 트랜잭션 이전 데이터베이스 상태로 복귀

 

4) 트랜잭션 상태

4-1) 상태 흐름

- 활동(active) : 트랜잭션이 begin_trans에서부터 실행을 시작하였거나 실행중인 상태

- 부분완료(partially committed) : 트랜잭셔이 마지막 명령문을 실행한 직후의 상태

- 실패(failed) : 정상적 실행을 더 이상 계속할 수 없어서 중단한 상태

- 철회(aborted/failed) : 트랜잭션이 실행에 실패하여 RollBack 연산을 수행한 상태

- 완료(committed) : 트랜잭션이 실행을 성공적으로 완료하여 commit 연산을 수행한 상태

 

트랜잭션의 종료 (committed, aborted) 

트랜잭션 수행이 종료되는 상태는 트랜잭션이 성공적으로 수행한 후에 진입하는 완료(committed)상태와 실패한 후에 진입하는 철회(aborted)상태가 있다.

 

부분 완료(partially committed) 

트랜잭션의 실행은 부분완료 상태에서 끝이 나지만 실제 변경된 버퍼 블록이 아직 디스크에 출력되지 않았기(no disk output yet) 때문에 이 출력을 하는 동안 하드웨어 장애가 일어나 성공적인 종료를 못할 수도 있다.

 

4-2) 철회(aborted) 트랜잭션 처리 방법 (재시작, 폐기)

- 트랜잭션 재 시작 : 하드웨어나 시스템 소프트웨어 오류로 인해 철회된 트랜잭션은 다시 새로운 트랜잭션으로 취급되어 재 시작

- 트랜잭션 폐기 : 트랜잭션의 내부적 오류로 재 작성을 해야 하든지 원하는 데이터가 데이터베이스에 없는 경우에 취하는 조치

 

Q) 트랜잭션의 동작에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

a. 트랜잭션이 완료(committed)되었다는 사실을 DBMS로부터 응용프로그램이 확인한 경우라도 하드디스크에 위치한 데이터베이스 파일에는 해당 트랜잭션에 의해 변경된 내용이 반영되어 있지 않을 수 있다.

b. 트랜잭션이 마지막 명령문을 수행하여 부분완료(partially committed)된 상태에서도 철회(aborted) 상태로 옮겨갈 수 있다.

c. DBMS는 아직 완료되지 않은 트랜잭션이 변경한 내용을 데이터베이스 버퍼 공간의 제약으로 인하여 하드 디스크의 데이터베이스 파일에 기록할 수 있다.

d. 시스템 고장으로 트랜잭션이 철회된 경우, 회복 관리자에 의해 복구가 수행된 경우라도 하드디스크에 위치한 데이터베이스 파일에는 해당 트랜잭션에 의해 변경된 내용이 반영될 수 있다.

 

A) d : 시스템고장으로 트랜잭션이 철회된 경우, 하드디스크에 위치한 데이터베이스 파일에는 해당 트랜잭션에 의해 변경된 내용이 반영 될수 없음

 

5) 데이터 저장장치 

5-1) 종류 (volatile, nonvolatiile, stable)

- 소멸성(volatile) 저장장치 : 메인 메모리와 같이 시스템의 붕괴와 함께 저장된 정보를 상실하게 되는 장치

- 비소멸성(nonvolatile) 저장장치 : 디스크나 테이프와 같이 시스템 붕괴 시에도 저장된 정보는 손실되지 않는 것

- 안정성(stable) 저장장치 : 정보의 손실이 발생하지 않게 여러 개의 비소멸성 저장장치로 구성된 저장장치

 

5-2) 제자리 갱신과 간접 갱신

- 제자리 갱신(update in place, 윈위치 갱신) : 갱신된 버퍼 블록을 원래의 디스크 블록에 다시 기록하는 것

- 간접 갱신(indirect update) : 갱신된 버퍼 블록을 다른 공간에 기록하는 것

 

5-3) 데이터베이스 저장연산

- 디스크와 메인 메모리 사이의 블록 이동 연산

Input(X) : 데이터 항목 X가 포함되어 있는 디스크 블록을 메모리로 이동

Output(Y) : 데이터 항목 Y가 포함되어 있는 버퍼 블록을 디스크로 이동

 

- 프로그램 변수와 데이터베이스 사이의 데이터 이동 연산

Read(X,x) : 데이터아이템 X의 값을 변수 x값으로 지정

만일 데이터 아이템 X가 버퍼 블록에 없으면 Input(X)를 실행

버퍼 블록에 있는 데이터 아이템 X의 값을 변수 x에 지정

 

Write(X, x) : 변수 x의 값을 버퍼 블록에 있는 데이터 아이템 X에 지정

만일 데이터 아이템 X가 버퍼 블록에 없으면 Input(X)를 실행

변수 x의 값을 버퍼 블록에 있는 데이터 아이템 X에 지정

 

저장연산 

Write(X,x)를 수행했어도 Output(X) 수행 전까지는 변경된 데이터가 디스크에 반영되지 않으며, 그 이전에 시스템이 붕괴되면 변경된 값은 상실된다. output 연산의 주체는 O/S이므로 commit시 실제 데이터 저장까지는 보장되나 반드시 그렇게 되지 않을 수 있다.