Geun Young Kim

Geun Young Kim

Developer

Isolation Level and Propagation of Transaction

2 분 소요

RELATED POST

0. 들어가면서

  • 이직 준비를 하면서 면접에서 자주 등장하는 Backend CS 관련 지식을 정리하고 자세히 알아보고자 합니다.

  • 지난 시간 동시성 이슈 해결 방법 중 synchronzied를 다루면서 JPA @Transactional의 격리수준과 전파수준에 대해 정리하고자 합니다.

  • @Transactional Options
    • Isolation Level
    • Propagation
    • Timeout
    • Read-only
    • rollback condition
  • Concurrency Issue
    • Dirty Read
      • 변경사항이 반영되지 않은 값은 다른 Transaction에서 읽도록 허용할 경우 발생(데이터 불일치)
    • Non-Repeatable Read
      • 한 Transaction 내에서 값을 재조회할 때 같은 쿼리가 다른 값을 반환함
      • Transaction이 끝나기 전에 수정사항이 commit되어 Transaction내에서 쿼리 결과가 일관성이 없음
    • Phantom Read
      • 다른 Transaction에서의 Insert, Delete 작업이 진행된 경우 동일하나 쿼리에서 다른 행을 반환함


1. Isolation Level

  • 여러 Transaction이 동시에 실행될 때 발생할 수 있는 동시성 issue들을 제어하는 수준

  • Transaction의 ACID 원칙 중 Isolation을 지원하기 위해 제공

  • 1.1 Conception
    • Isolation Level High
      • 높은 직렬화
      • 높은 안정성
      • 동시 처리 가능 Transaction 수 감소
    • Isolation Level Low
      • 낮은 직렬화
      • 낮은 안정성
      • 동시 처리 가능 Transaction 수 증가
  • 1.2 Category
    • Default
      • DBMS의 Isolation Level을 따름
    • READ_UNCOMMITED
      • 가장 낮은 수준의 Isolation level
      • commit 되지 않은 데이터에 대한 Read 허용
      • 동시성 issue 모두 발생(Dirty Read, Non-Repeatable Read, Phantom Read)
      •   @Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITED)
    • READ_COMMITED
      • commit된 데이터만 Read 허용
      • 동시성 issue 발생(Non-Repeatable Read, Phantom Read)
      • Default : MS SQL, Postgres, Oracle, SQL Server
      •   @Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITED)
    • REPEATABLE_READ
      • Transaction이 완료될 때까지 SELECT문이 사용된 모든 데이터 Shared Lock 처리
      • 동시성 issue 발생(Phantom Read)
      • 조회하는 데이터 정합성
      • Default : MySQL
      •   @Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)
    • SERIALIZABLE
      • 최고 높은 수준의 Isolation Level
      • 동시성 issue 모두 방지(Dirty Read, Non-Repeatable Read, Phantom Read)
      • 성능 저하 우려
      • 가장 낮은 동시 처리량
      •   @Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)
  • 1.2 Snapshot Isolation
    • 비표준 Isolation Level

    • MVCC의 한 종류로 변경되는 데이터의 Multi-version 관리

    • 1.2.1 Process
      • Transaction의 시작 시점을 기준으로 Snapshot 생성
      • Transaction 진행 도중 변경된 데이터들을 DB에 즉시 반영하지 않고 Snapshot으로 만들어두었다가 commit시에 DB에 반영
      • Write Conflict 발생 경우(First-Committer Win)
        • 다수의 Transaction이 동일한 데이터에 대해 write 작업을 진행된 경우
        • 먼저 commit된 Transaction만이 DB에 반영되고 이후의 Transaction은 Rollback됨
  • 1.3 Trade-off

    image info


2. Propagation

  • Transaction을 시작하고 멈추는 실행 범위를 지정

  • 2.1 TransactionManager
    • getTransaction을 통해 propagation 설정 내용을 기반으로 Transaction을 가져옴
  • 2.2 Category
    • REQUIRED(Default)
      • 항상 Transaction이 실행
      • 기존 Transaction 존재 o : 해당 Transaction을 사용
      • 기존 Transaction 존재 x : 새로운 Transaction을 생성 
        @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
    • SUPPORTS
      • 기존 Transaction 존재 o : 해당 Transaction을 사용
      • 기존 Transaction 존재 x : Transaction 없이 실행 
        @Transactional(propagation = Propagation.SUPPORTS)
    • NOT_SUPPORTED
      • 항상 Transaction이 없이 실행
      • 기존 Transaction 존재 o : 현재 Transaction 종료까지 일시중단(보류) 
        @Transactional(propagation = Propagation.NOT_SUPPORTED)
    • REQUIRES_NEW
      • 항상 새로운 Transaction이 실행
      • 기존 Transaction 존재 o : 현재 Transaction 종료까지 일시중단(보류)
      • 기존 Transaction 존재 x : 새로운 Transaction 생성 
        @Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
    • MANDATORY
      • 항상 Transaction이 실행
      • 기존 Transaction 존재 o : 해당 Transaction을 사용
      • 기존 Transaction 존재 x : Exception을 발생
      • 독립적으로 Transaction을 진행하면 안되는 경우 사용 
        @Transactional(propagation = Propagation.MANDATORY)
    • NEVER
      • 항상 Transaction이 없이 실행
      • 기존 Transaction도 존재하면 안되고 있으면 Exception을 발생 
        @Transactional(propagation = Propagation.NEVER)
    • NESTED
      • 항상 Transaction이 실행
      • 기존 Transaction 존재 o : 해당 Transaction에 SAVE POINT를 생성
      • 기존 Transaction 존재 x : 새로운 Transaction을 생성
      • 기존 Transaction 내에 중첩 Transaction 생성(Transaction 안에 Transaction 생성)
      • 비즈니스 로직에서 Exception 발생 시 SAVE POINT로 Rollback
      • 하위 Transaction은 상위 Transaction에 영향을 받지만, 상위 Transaction은 하위 Transaction에게 영향을 덜 받도록 구축하는 형태

      • 기존 트랜잭션이 없는 경우, REQUIRED 처럼 새로운 트랜잭션을 생성

      • DB 및 JDBC Driver에서 지원하는지 여부 확인이 필요 
        @Transactional(propagation = Propagation.NESTED)


Reference

  • https://jindory.tistory.com/entry/Spring-Transaction-Propagation-Model%EA%B3%BC-Isolation-Level
  • https://devocean.sk.com/blog/techBoardDetail.do?ID=163799
  • https://ryanwoo.tistory.com/44
  • https://ojava.tistory.com/207
  • https://km-so-yeon.github.io/posts/DB-Propagation-Isolation/

참고