트랜잭션 동시성 제어 (Transaction Concurrency Control)

트랜잭션 동시성 제어는 다수의 트랜잭션이 동시에 실행될 때 데이터의 일관성을 유지하고, 데이터 충돌을 방지하는 기술입니다. 이를 통해 데이터베이스 무결성을 보장하고, 병렬 처리 성능을 극대화할 수 있습니다.

Table of Contents

1. 동시성 문제

여러 트랜잭션이 동시에 수행될 때 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

Dirty Read (더티 리드)
→ 한 트랜잭션이 아직 커밋되지 않은 데이터를 읽어오는 경우.
(예: 트랜잭션 A가 변경한 데이터를 트랜잭션 B가 읽었는데, 이후 A가 롤백하면 B는 존재하지 않는 데이터를 보게 됨.)
Non-Repeatable Read (반복 불가능한 읽기)
→ 같은 트랜잭션 내에서 동일한 데이터를 두 번 조회할 때 값이 달라지는 경우.
(예: 트랜잭션 A가 데이터를 읽고 있는 동안, 트랜잭션 B가 해당 데이터를 수정하고 커밋하면, A가 다시 읽었을 때 값이 달라짐.)
Phantom Read (팬텀 리드)
→ 같은 조건으로 여러 번 데이터를 조회할 때, 일부 데이터가 새로 추가되거나 삭제되는 경우.
(예: 트랜잭션 A가 특정 조건으로 조회한 결과가 트랜잭션 B의 INSERT로 인해 달라지는 상황.)
Lost Update (갱신 손실)
→ 두 개의 트랜잭션이 동일한 데이터를 수정할 때, 한 트랜잭션의 변경 사항이 덮어써지는 경우.
(예: A가 데이터를 수정하고, B도 같은 데이터를 수정하면 A의 변경 사항이 사라짐.)

동시성 문제를 해결하기 위해 여러 기법이 사용됩니다.

트랜잭션이 특정 데이터에 대한 락을 설정하여 다른 트랜잭션의 접근을 제한하는 방식입니다.

공유 락 (Shared Lock, S-Lock)
→ 데이터를 읽을 때 사용하며, 다른 트랜잭션도 읽기는 가능하지만, 쓰기는 불가능함.
(예: SELECT 문 실행 시)
배타 락 (Exclusive Lock, X-Lock)
→ 데이터를 수정할 때 사용하며, 다른 트랜잭션은 읽기 및 쓰기 모두 불가능함.
(예: UPDATE, DELETE 실행 시)
2단계 잠금 규약 (Two-Phase Locking, 2PL)
→ 트랜잭션이 락을 획득하는 단계와 해제하는 단계를 분리하여 동시성을 보장하는 방식.

각 트랜잭션에 **타임스탬프 (Timestamp)**를 할당하여, 트랜잭션의 순서를 정하는 방법입니다.

트랜잭션이 데이터를 수정할 때 별도의 락을 사용하지 않고, 트랜잭션 종료 시 데이터 변경 충돌을 검사하는 방식.

(사용 예: 트랜잭션 충돌이 드물고, 읽기 작업이 많은 시스템에서 유용함.)

동시성 제어를 위한 대표적인 트랜잭션 격리 수준입니다.

격리 수준	Dirty Read	Non-Repeatable Read	Phantom Read	성능
Read Uncommitted	허용됨	허용됨	허용됨	매우 빠름
Read Committed	방지됨	허용됨	허용됨	빠름
Repeatable Read	방지됨	방지됨	허용됨	보통
Serializable	방지됨	방지됨	방지됨	느림