[2015 05-15] Oracle Transaction Concurrency Control & Read Consistency

1. WareValley
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Database Audit and Protection [ DB 접근통제 ]
Database Encryption [ DB 암호화 ]
Database Vulnerability Assessment [ DB 취약점 분석 ]
Database SQL Query Approval [ DB 작업결재 ]
Database Performance Monitoring and Management [ DB 성능관리 및 개발 ]
WareValley
Oracle Transaction
Concurrency Control & Read Consistency
오렌지팀 윤석준 선임연구원

2. Database security and management, WareValley.
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Oracle Transaction
Concurrency Control
동시에 수행되는 Transaction 수를 최대화 하면서,
INSERT, UPDATE, DELETE, SELECT 시
Data의 무결성을 유지하도록 노력하는 것

3. Database security and management, WareValley.
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Concurrency
Concurrency Parallelism
 하나 뿐인 바나나를 3명이서 먹기위해 경쟁
(한정된 자원을 공유하기 위한 매커니즘)
e.g. Database transaction, Lock
C++ thread, async, task
 각자 다른 자원을 사용해서 동시에 수행
(Concurrency는 동시에 수행 될 수도 있는 거지만,
Parallel은 정말 동시에 수행됨을 보장)

4. Database security and management, WareValley.
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Concurrency vs Consistency
• Concurrency
다중 사용자가 같은 Data를 동시에 Access
• Consistency
특정 시점 (또는 Transaction)에서
일관성 있게 Data를 제공
Concurrency 와 Consistency는
Trade-off 관계

5. Database security and management, WareValley.
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Transaction의 특징 (ACID)
• Atomicity (원자성) : 더 이상 분해되면 안되는 업무의 최소 단위
• Consistency (일관성) : 실행 성공 후 Database 상태 일관성 유지
• Isolation (격리성) : 실행 중 중간 결과는 다른 트랜잭션에서 접근이 불가능
• Durability (영속성) : 실행 결과는 Database에 영구적으로 저장

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Transaction-Level
Read Consistency

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Read Consistency
• State-Level Read Consistency
- Query가 시작된 시점 ( SCN ) 기준으로 Data를 일관성 있게 읽는 것
• Transaction-Level Read Consistency
- Transaction이 시작된 시점 기준으로 Data를 일관성 있게 읽는 것
- 대부분의 DBMS가 기본적으로 보장하지 않음
- Transaction Isolation Level을 높여서 보장 받는 방법을 제공

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Transaction Isolation Level
Dirty Read / Non-Repeatable Read / Phantom Read
Level 0 : Read Uncommited
 대부분 DBMS (Oracle 포함) 에서 지원하지 않음
 Commit 된 Data만 읽음 ( Dirty Read 방지 )
 대부분 DBMS (Oracle 포함) 가 기본 설정으로 채택
 DB2, MS-SQL, Sybase : Shared-Lock으로 구현. 읽을 때 Lock 설정, 다 읽은 뒤 해제
 Oracle : Undo Segment를 이용하여 제공
Dirty Read / Non-Repeatable Read / Phantom Read
Level 1 : Read Commited

9. Database security and management, WareValley.
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Transaction Isolation Level
Dirty Read / Non-Repeatable Read / Phantom Read
Level 2 : Repeatable Read
 Level 2 + 새로운 Record 삽입도 금지
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
Dirty Read / Non-Repeatable Read / Phantom Read
Level 3 : Serializable
 Transaction에서 읽은 Data는 종료시까지 다른 Transaction에서 갱신, 삭제 불가
-> 같은 Data를 여러 번 읽어도 Transaction 내에서는 일관성 유지
 DB2, MS-SQL, Sybase : Shared-Lock을 Transaction 종료까지 유지
 Oracle : 명시적으로 지원하지 않지만, FOR UPDATE 절을 이용하여 구현 가능

10. Database security and management, WareValley.
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Dirty Read ( = Uncommitted Dependency )
• 아직 Commit 되지 Data를 다른 Transaction에서 읽을 수 있도록 허용
• 대부분의 DBMS가 Level 1을 기본설정으로 하여 발생하지 않음
• MS-SQL은 기능 제공
- SELECT 문의 FROM 절의 Table 명 뒤에 WITH (NOLOCK) 을 붙이면,
UPDATE, DELETE 수행 중인 Data를 읽을 수 있음
- Stored Procedure의 경우에는 시작 부분에
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITED; 삽입하면 됨

11. Database security and management, WareValley.
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Non-Repeatable Read ( = Inconsistant Analysis )
Transaction 내에서 값을 2번 읽었는데 값이 다르게 나타는 비일관성
( 다른 Transaction에서 값을 수정한 경우 )
< Tx 1 > < Tx 2 >
IF :amt >= 50000 THEN
UPDATE cust SET grade = 'A'
WHERE id = 123;
ELSE
UPDATE cust SET grade = 'B'
WHERE id = 123;
END IF;
SELECT amount INTO :amt FROM cust
WHERE id = 123;
t1
UPDATE cust
SET amount = 60000, grade = 'A'
WHERE id = 123;
COMMIT;
t2
t3

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Phantom Read
Transaction 내의 일정 범위의 Record들을 2번 읽었는데, 첨엔 없었던 유령 Record가 두번째에 나타나는 현상
( 다른 Transaction에서 새로운 Record를 삽입한 경우 )
< Tx 1 > < Tx 2 >
INSERT INTO custPerAge
SELECT age, COUNT(*) FROM cust GROUP BY age;
COMMIT;
INSERT INTO custPerArea
SELECT area, COUNT(*) FROM cust GROUP BY area;
t1
INSERT INTO cust VALUES (:a, :b, :c, :d, ...);
COMMIT;
t2
t3
 MS-SQL : Lock을 이용하여 t2의 실행을 Block
 Oracle : t1 시점에 존재했던 Data만을 대상으로 t3 실행
( DELETE ALL 도 동일한 범위만 실행)

13. Database security and management, WareValley.
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Isolation Level vs Consistency, Concurrency
 Transaction Isolation Level을 높이면
Consistency는 향상되지만,
Concurrency는 저하된다.
(왜 ? Lock을 사용하니깐 !)
 Oracle은 Lock을 사용하지 않는다.
고로 Oracle은 Concurrency 저하가 없다.

14. Database security and management, WareValley.
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ORA-08177 ( SERIALIZABLE_ABORTS )
Oracle의 Lock을 사용하지 않는 특성 때문에,
Transaction-Level Read Consistency를 지원 못해줄 때 발생
< Tx 1 > < Tx 2 >
can’t serialize access for this transaction