ACID란? MongoDB Transaction 트랜잭션하다가 생긴 궁금증

mongoDB 트랜잭션을 하면서 발견한 'acid' ! 

트랜잭션 관련 내용을 찾을 때마다 나와서 공부할 겸 정리해보기 ✍🏼

 

 

ACID란 원자성, 일관성, 독립성(고립성), 지속성을 의미하는 약어이다.

보통 데이터 베이스 트랜잭션이 안전하게 수행된다는 것을 보장하기 위한 용도로 사용된다. 

 

데이터베이스에서 데이터에 대한 하나의 논리적 실행단계를 트랜잭션이라고 한다. 

예를 들어, 은행의 '계좌이체' 방식을 트랜잭션이라고 할 수 있다. 계좌이체가 이루어지려면 내부 여러 단계와 과정을 거쳐야하지만 전체적으로 '보내는 자'의 계좌 감소 그리고 '받는 자'의 계좌 금액 증가 가 한 동작으로 이루어진다. 

 

트랜잭션을 한다는 것은 모든 db 관련 처리가 1부터 10까지 처리되는 것을 나타내기위함 ! 만약 1부터 5까지 잘 처리되다가 6에서 에러가 나면 처리가 되었던 부분인 1~5까지 모두 rollback, 롤백 (원 상태로 돌아감) 처리가 된다. 즉, 처리 해야하는 1~10 중 하나라도 에러가 나면 모두 취소처리가 되는 것 !! 

 

ACID 란?
Atomicity, 원자성	트랜잭션과 관련된 작업들이 부분적으로 실행되다가 중단되지 않는 것을 보장하는 능력 '계좌 이체' 의 예로, 송금인 계좌에서 돈을 출금까지는 성공하고 수취인 계좌에 입금 실패해서는 안된다. 이러한 중간 단계 어딘가에서 실해하는일이 없도록 하는 것이 원자성이다.
Consistency, 일관성	트랜잭션이 실행을 성공적으로 완료하면 언제나 일관성 있는 데이터베이스 상태로 유지하는 것을 의미 무결성 제약이 모든 계좌는 잔고가 항상 1원 이상 있어야 한다면 이를 위반하는 트랜잭션은 중단된다.
Isolation, 독립성 (고립성)	트랜잭션을 수행 시 다른 트랜잭션의 연산 작업이 끼어들지 못하도록 보장하는 것을 의미 트랜잭션 밖에 있는 어떤 연산도 중간 단계의 데이터를 볼 수 없음을 의미한다. 공식적으로 고립성은 트랜잭션 실행내역은 연속적이어야 함을 의미한다. 성능관련 이유로 인해 이 특성은 가장 유연성 있는 제약 조건이다. 자세한 내용은 관련 문서를 참조해야 한다.
Durability, 지속성	성공적으로 수행된 트랜잭션은 영원히 반영되어야 함을 의미 시스템 문제, db 일관성 체크 등을 하더라도 유지되어야 한다.  전형적으로 모든 트랜잭션은 로그로 남고 시스템 장애 발생 전 상태로 되돌릴 수 있다. 트랜잭션은 로그에 모든 것이 저장된 후에만 commit 상태로 간주될 수 있다.

 

acid 속성을 모두 구현하는 것은 간단하지 않다. 트랜잭션 처리는 인덱스 업데이트를 비롯한 수많은 변화가 필요하다.

acid는 db의 모든 연산이 한번에 실행되는 것을 권장하지만 이는 정렬하기 어려운 문제이다.

널리 사용하는 두 가지 방법은 아래와 같다. 

 

1. 로깅방식 

: 원자성은 db에 데이터를 업데이트하기 전에 로그에 모든 변경사항을 기록하는 것으로 보장된다. 이것을 충돌 현상이 발생하더라도 db 무결성을 보장해준다. 

 

2. 새도우 페이징

: 변경이 db 복사본에 저장된다. 그리고 새로운 복사본은 트랜잭션이 commit되면 활성화 된다. 복사본 변경 전 데이터 부분만을 의미한다. 

 

두 경우 모두 업데이트되는 데이터 (구현방식에 따라 읽혀지는 데이터)에 락(lock)을 거는 것이 필요하다. 

최근까지 db들은 대부분 acid를 보장하기 위해 lock, 락에 의존했다. 데이터 처리 전 반드시 락이 필요하였기에 수 많은 락을 관리해야 하므로 동시작업 수행이 어렵고 성능저하를 초래하게 된다. (a 유저가 특정 테이블을 읽고 있다면 다른 유저는 a의 트랜잭션이 끝나기를 기다려야 한다.) 

 

lock, 락의 대안으로 수정되는 모든 데이터를 별도 복사본으로 관리하는 MVCC(다중 버전 동시성 제어)가 있다. 위에서 예시를 든 a가 트랜잭션을 시작할 때 가지고 있던 복사본을 b에게 제공하여 동시에 수행이 가능하다. -> 유연성 up! 

 

네트워크 환경에서 acid 특성을 완전히 보장하기는 어렵다. 연결이 끊길 수도 있고 두 사용자가 동시에 db의 동일한 부분에 접근할 수도 있기 때문이다. 

 

 

 

=> 간단하게, acid는 트랜잭션이라는 것을 수행할 때 지켜져야하는 특성들 !!

 

 

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References : https://ko.wikipedia.org/wiki/ACID

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