ACID 트랜잭션

5만 원이 사라진 밤

철수가 영희에게 5만 원을 보냅니다. 시스템이 하는 일은 두 가지입니다.

1단계: 철수 잔액 -50,000
2단계: 영희 잔액 +50,000

1단계가 끝나고 2단계 직전에 서버가 죽었습니다.

결과는 이렇습니다. 철수의 5만 원은 없어졌고, 영희는 받은 게 없습니다. 돈이 세상에서 증발했습니다. 은행 장부의 총합이 5만 원 줄었습니다.

이건 상상이 아닙니다. 아무 대비 없이 이런 코드를 짜면 반드시 일어납니다. 서버는 언제든 죽고, 하필 가장 나쁜 순간에 죽습니다.

그래서 묶는다

트랜잭션은 이렇게 말하는 것입니다.

"이 두 단계는 하나의 덩어리다. 둘 다 되든지, 둘 다 안 되든지. 중간은 없다."

1단계만 끝나고 죽었다면? 데이터베이스가 되살아나면서 1단계를 취소합니다. 철수 잔액이 원래대로 돌아옵니다. 이체는 실패했지만 돈은 그대로입니다.

실패해도 괜찮습니다. 철수가 다시 보내면 되니까요. 돈이 사라지는 게 문제입니다.

네 가지 약속 — ACID

이 보장을 네 개로 나눠 부릅니다. 각각이 어떤 사고를 막는지로 이해하면 쉽습니다.

A — 원자성 (Atomicity): "전부 아니면 전무"

방금 본 그것입니다. 덩어리 안의 모든 단계가 성공해야 반영되고, 하나라도 실패하면 전부 없던 일이 됩니다. 반쯤 된 상태는 존재할 수 없습니다.

C — 일관성 (Consistency): "규칙을 어기는 상태로 끝나지 않는다"

"잔액은 음수가 될 수 없다" 같은 규칙을 정해 두면, 트랜잭션이 끝난 뒤에도 그 규칙이 지켜져 있어야 합니다. 잔액 1만 원인 철수가 5만 원을 보내려 하면 거래 자체가 거부됩니다. 이체하고 나서 수습하는 게 아니라, 애초에 통과시키지 않습니다.

I — 격리성 (Isolation): "동시에 해도 따로 한 것처럼"

이게 가장 어렵고 가장 중요합니다. 잔액 1만 원인 철수가 동시에 두 창구에서 1만 원씩 출금을 시도합니다.

둘 다 "잔액 충분함"을 보고 통과시켰습니다. 1만 원으로 2만 원을 뽑았습니다. 각 거래는 규칙을 지켰는데 합쳐 놓으니 사고가 났습니다.

격리성은 이 둘을 줄 세워서 한 번에 하나씩 처리한 것과 같은 결과를 보장합니다. B는 A가 끝나기를 기다렸다가 잔액 0원을 보고 거부됩니다.

D — 지속성 (Durability): "됐다고 했으면 진짜 된 것"

"이체 완료" 화면이 뜬 0.1초 뒤에 정전이 나도, 전기가 들어오면 그 이체는 거기 있어야 합니다. 완료라고 말하기 전에 데이터베이스는 그 내용을 전원이 꺼져도 남는 곳에 확실히 적어 둡니다.

공짜가 아니다

이제 대가를 봅시다. 이 네 약속은 전부 속도를 내주고 얻은 것입니다.

• 격리성은 줄을 세웁니다. 줄을 세운다는 건 기다린다는 뜻입니다.

같은 데이터를 건드리는 거래가 많아질수록 대기가 길어집니다.

• 지속성은 디스크에 확실히 쓸 때까지 응답을 미룹니다. 메모리에만

적으면 100배 빠르지만, 그건 약속을 깨는 겁니다.

그래서 판단이 필요합니다.

"무조건 안전하게"가 아니라 "이 데이터가 틀리면 무슨 일이 생기는가"를 묻는 것이 옳은 접근입니다.

그리고 이 약속이 깨지는 곳

ACID는 데이터가 한 곳에 있을 때 지킬 수 있는 약속입니다. 한 데이터베이스 안에서는 줄을 세우고 취소하는 게 가능합니다.

그런데 앞 강의에서 우리는 데이터를 여러 샤드에 나눴습니다. 철수는 1번 샤드, 영희는 3번 샤드에 있다면? 두 데이터베이스에 걸친 이체입니다. 1번에서 빼는 건 성공했는데 3번에 넣다가 실패하면, 누가 1번을 되돌려 줍니까?

아무도 안 해줍니다. 그래서 샤딩하는 순간 트랜잭션이라는 안전장치를 잃습니다. 이것이 샤딩을 마지막 카드로 미루는 진짜 이유입니다. 분산 트랜잭션이라는 기술이 있지만, 느리고 복잡하고 여전히 어렵습니다.