[DB 접근 기술] DB 락

DB 락 - 개념 이해

세션1이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안 아직 커밋을 수행하지 않았는데, 세션2에서 동시에 같은 데이터를 수정하게 되면 여러가지 문제가 발생한다.
바로 트랜잭션의 원자성이 깨지는 것이다.

여기에 더해서 세션1이 중간에 롤백을 하게 되면 세션2는 잘못된 데이터를 수정하는 문제가 발생한다.
이런 문제를 방지하려면, 세션이 트랜잭션을 시작하고 데이터를 수정하는 동안에는 커밋이나 롤백 전까지 다른 세션에서 해당 데이터를 수정할 수 없게 막아야 한다.

데이터베이스는 이런 문제를 해결하기 위해 락(Lock)이라는 개념을 제공한다.

1. 세션1은 트랜잭션을 시작한다.
2. 세션1은 memberA 의 money 를 500으로 변경을 시도한다. 이때 해당 로우의 락을 먼저 획득해야 한다. 락이 남아 있으므로 세션1은 락을 획득한다. (세션1이 세션2보다 조금 더 빨리 요청했다.)
3. 세션1은 락을 획득했으므로 해당 로우에 update sql을 수행한다.

  4. 세션2는 트랜잭션을 시작한다.

  5. 세션2도 memberA 의 money 데이터를 변경하려고 시도한다. 이때 해당 로우의 락을 먼저 획득해야 한다. 락이 없으므로 락이 돌아올 때 까지 대기한다. 참고로 세션2가 락을 무한정 대기하는 것은 아니다. 락 대기 시간을 넘어가면 락 타임아웃 오류가 발생한다. 락 대기 시간은 설정할 수 있다.

  6. 세션1은 커밋을 수행한다. 커밋으로 트랜잭션이 종료되었으므로 락도 반납한다.

  락을 획득하기 위해 대기하던 세션2가 락을 획득한다.
  7. 세션2는 update sql을 수행한다.

  8. 이후 세션 2도 커밋을 수행하고 트랜잭션이 종료되었으므로 락을 반납한다.

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DB 락 - 조회

일반적인 조회는 락을 사용하지 않는다.

데이터베이스마다 다르지만, 보통 데이터를 조회할 때는 락을 획득하지 않고 바로 데이터를 조회할 수 있다. 예를 들어서 세션1이 락을 획득하고 데이터를 변경하고 있어도, 세션2에서 데이터를 조회는 할 수 있다. 물론 세션2에서 조회가 아니라 데이터를 변경하려면 락이 필요하기 때문에 락이 돌아올 때 까지 대기해야 한다.

조회와 락

데이터를 조회할 때도 락을 획득하고 싶을 때가 있다. 이럴 때는 select for update 구문을 사용하면 된다. 이렇게 하면 세션1이 조회 시점에 락을 가져가버리기 때문에 다른 세션에서 해당 데이터를 변경할 수 없다. 물론 이 경우도 트랜잭션을 커밋하면 락을 반납한다.

조회 시점에 락이 필요한 경우는 언제일까?
트랜잭션 종료 시점까지 해당 데이터를 다른 곳에서 변경하지 못하도록 강제로 막아야 할 때 사용한다. 예를 들어서 애플리케이션 로직에서 memberA 의 금액을 조회한 다음에 이 금액 정보로 애플리케이션에서 어떤 계산을 수행한다. 그런데 이 계산이 돈과 관련된 매우 중요한 계산이어서 계산을 완료할 때 까지 memberA 의 금액을 다른곳에서 변경하면 안된다. 이럴 때 조회 시점에 락을 획득하면 된다.

실습을 위해 데이터를 기본 데이터를 입력하자

set autocommit true;
delete from member;
insert into member(member_id, money) values ('memberA',10000);

select for update 구문을 사용하면 조회를 하면서 동시에 선택한 로우의 락도 획득한다.
물론 락이 없다면 락을 획득할 때 까지 대기해야 한다.

세션1
set autocommit false;
select * from member where member_id='memberA' for update;

세션 1은 트랜잭션을 종료할 때까지 memberA의 락을 보유한다.

세션2
set autocommit false;
update member set money=500 where member_id = 'memberA'

세션2는 데이터를 변경하고 싶다. 데이터를 변경하려면 락이 필요하다. 세션1이 memberA 로우의 락을 획득했기 때문에 세션2는 락을 획득할 때 까지 대기한다. 이후에 세션1이 커밋을 수행하면 세션2가 락을 획득하고 데이터를 변경한다.
만약 락 타임아웃 시간이 지나면 락 타임아웃 예외가 발생한다.

따라서 세션1부터 커밋해주면 세션2도 커밋이 가능하여 데이터에 반영된다.

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트랜잭션 - 적용

애플리케이션에서 트랜잭션을 어떤 계층에 걸어야 할까? 쉽게 이야기해서 트랜잭션을 어디에서 시작하고, 어디에서 커밋해야할까?

트랜잭션은 비즈니스 로직이 있는 서비스 계층에서 시작해야 한다. 비즈니스 로직이 잘못되면 해당 비즈니스 로직으로 인해 문제가 되는 부분을 함께 롤백해야 하기 때문이다.
그런데 트랜잭션을 시작하려면 커넥션이 필요하다. 결국 서비스 계층에서 커넥션을 만들고, 트랜잭션 커밋 이후에 커넥션을 종료해야 한다.
애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 사용하려면 트랜잭션을 사용하는 동안 같은 커넥션을 유지해야한다. 그래야 같은 세션을 사용할 수 있다.

애플리케이션에서 같은 커넥션을 유지하려면 어떻게 해야할까? 가장 단순한 방법은 커넥션을 파라미터로 전달해서 같은 커넥션이 사용되도록 유지하는 것이다.

따라서 Repository 계층에서
1. 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 파라미터로 넘어온 커넥션을 사용해야 한다. 따라서 con = getConnection() 코드가 있으면 안된다.
2. 커넥션 유지가 필요한 두 메서드는 리포지토리에서 커넥션을 닫으면 안된다. 커넥션을 전달 받은 리포지토리 뿐만 아니라 이후에도 커넥션을 계속 이어서 사용하기 때문이다. 이후 서비스 로직이 끝날 때 트랜잭션을 종료하고 닫아야 한다.

public void accountTransfer(String fromId, String toId, int money) throws
SQLException {
     Connection con = dataSource.getConnection();
     try {
     	con.setAutoCommit(false); //트랜잭션 시작
         //비즈니스 로직
         //connection을 파라미터로 전달하는 것을 볼 수 있다.
         bizLogic(con, fromId, toId, money);  
     	con.commit(); //성공시 커밋
     } catch (Exception e) {
     	con.rollback(); //실패시 롤백
     	throw new IllegalStateException(e);
     } finally {
     	release(con);  // autocommit을 true로 변경하고 커넥션을 풀에 반환하는 메서드.
     }
 }

하지만,

애플리케이션에서 DB 트랜잭션을 적용하려면 서비스 계층이 매우 지저분해지고, 생각보다 매우 복잡한 코드를 요구한다. 추가로 커넥션을 유지하도록 코드를 변경하는 것도 쉬운 일은 아니다. 다음 시간에는 스프링을 사용해서 이런 문제들을 하나씩 해결해보자