트랜잭션 격리 수준 (Transaction Isolation Level)

트랜잭션 격리 수준(Transaction Isolation Level)은 동시에 실행되는 여러 트랜잭션이 서로의 변경 내용을 어디까지 볼 수 있는지를 단계적으로 정의한 규칙이다. SQL 표준은 READ UNCOMMITTED, READ COMMITTED, REPEATABLE READ, SERIALIZABLE의 네 단계를 정의하며, 수준이 높을수록 데이터 정합성은 좋아지지만 동시 처리 성능은 낮아지는 트레이드오프가 있다.

격리 수준이 필요한 이유

트랜잭션의 격리성(Isolation)을 완벽하게 지키려면 모든 트랜잭션을 한 줄로 세워 순차 실행해야 하지만, 그러면 동시에 한 명의 사용자만 처리할 수 있는 것과 다름없어 성능이 무너진다. 그래서 데이터베이스는 격리를 어느 정도 느슨하게 풀어 동시성을 확보하는 대신, 어떤 부작용까지 허용할지를 개발자가 선택하도록 단계화했다. 이 부작용이 바로 더티 리드, 반복 불가능 읽기, 팬텀 리드다.

격리가 느슨할 때 생기는 세 가지 현상

더티 리드(Dirty Read)

다른 트랜잭션이 아직 커밋하지 않은 변경 값을 읽는 현상이다. 그 트랜잭션이 롤백되면 존재한 적 없는 데이터를 읽고 판단한 셈이 된다.

반복 불가능 읽기(Non-Repeatable Read)

한 트랜잭션 안에서 같은 행을 두 번 조회했는데, 그 사이에 다른 트랜잭션이 값을 수정하고 커밋해서 두 결과가 달라지는 현상이다.

팬텀 리드(Phantom Read)

같은 조건으로 범위를 두 번 조회했는데, 그 사이에 다른 트랜잭션이 조건에 맞는 행을 삽입하거나 삭제해서 결과 행의 집합이 달라지는 현상이다. 행 하나의 값이 바뀌는 반복 불가능 읽기와 달리, 없던 행이 나타나거나 있던 행이 사라진다는 점이 다르다.

네 가지 격리 수준

격리 수준	더티 리드	반복 불가능 읽기	팬텀 리드
READ UNCOMMITTED	발생	발생	발생
READ COMMITTED	방지	발생	발생
REPEATABLE READ	방지	방지	발생 가능(표준 기준)
SERIALIZABLE	방지	방지	방지

READ UNCOMMITTED는 커밋되지 않은 데이터까지 읽는 가장 낮은 수준으로, 정합성 문제 때문에 실무에서 거의 쓰이지 않는다. READ COMMITTED는 커밋된 데이터만 읽는 수준으로 오라클(Oracle)과 PostgreSQL의 기본값이다. REPEATABLE READ는 트랜잭션이 시작된 시점의 일관된 스냅숏을 기준으로 읽어 같은 조회 결과를 보장하는 수준으로 MySQL InnoDB의 기본값이다. SERIALIZABLE은 트랜잭션들을 순차 실행한 것과 같은 결과를 보장하는 가장 엄격한 수준이지만, 읽기에도 잠금이 관여해 동시성이 크게 떨어지고 교착 상태와 직렬화 실패가 늘어난다.

-- 현재 세션의 격리 수준 변경 (MySQL)
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

-- 격리 수준 확인
SELECT @@transaction_isolation;