데이터베이스 트랜잭션과 ACID: 안정성을 위한 4가지 원칙

데이터베이스는 오늘날 수많은 애플리케이션의 핵심입니다. 특히 여러 사용자가 동시에 데이터를 생성, 읽기, 수정, 삭제(CRUD)하는 환경에서 데이터의 정합성과 안정성을 보장하는 것이 매우 중요합니다. 이때 데이터베이스에서 트랜잭션(Transaction)을 사용할 때 지켜야 하는 ACID 원칙이 등장합니다.

이번 글에서는 ACID가 무엇인지, 각각의 요소가 어떤 역할을 하는지, 그리고 실제 프로젝트에서 왜 중요한지 살펴보겠습니다.

---

1. ACID란 무엇인가요?

ACID는 데이터베이스 트랜잭션의 4가지 핵심 원칙을 나타내는 약어입니다. 이를 통해 데이터가 신뢰성 있게 저장되고, 처리 과정에서 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있습니다.

• A: Atomicity (원자성)
• C: Consistency (일관성)
• I: Isolation (격리성)
• D: Durability (지속성)

각 요소를 하나씩 자세히 알아보겠습니다.

---

2. ACID의 4가지 원칙

1) Atomicity (원자성)

"모든 작업은 하나의 단위로 처리된다."
트랜잭션에 포함된 작업들이 모두 성공하거나, 전부 실패해야 한다는 의미입니다.
만약 작업 중 하나라도 실패하면, 트랜잭션 이전 상태로 되돌아갑니다. 이를 **롤백(Rollback)**이라고 부릅니다.

💡 예시

은행 계좌 이체를 생각해 봅시다:

• A 계좌에서 $100을 인출
• B 계좌에 $100을 입금

이 두 작업 중 하나라도 실패한다면, 돈이 사라지거나 중복으로 입금되는 문제가 발생합니다. 원자성을 통해 이러한 문제를 방지할 수 있습니다.

---

2) Consistency (일관성)

"트랜잭션 실행 전후의 데이터 상태는 항상 일관되어야 한다."
데이터는 시스템의 비즈니스 규칙이나 제약 조건을 항상 준수해야 합니다.

💡 예시

• 한 은행 계좌의 잔액은 음수가 될 수 없습니다.
• A 계좌에서 $100을 인출한 후 잔액이 -$50이 된다면, 일관성이 깨진 상태입니다.

트랜잭션은 이러한 상태를 방지하고 데이터의 정합성을 보장합니다.

---

3) Isolation (격리성)

"동시에 여러 트랜잭션이 실행되더라도, 서로 간섭하지 않아야 한다."
동시 작업에서 트랜잭션 간의 독립성을 보장하여 데이터 충돌을 방지합니다.

💡 예시

여러 사용자가 동시에 A 계좌의 잔액을 확인하고 인출한다고 가정해 보세요.

• 사용자 1: $100을 인출
• 사용자 2: $50을 인출

격리성이 없다면 두 사용자는 같은 초기 잔액($100)을 기준으로 작업하여, 결과적으로 A 계좌의 잔액이 -50이 될 수 있습니다.
격리성은 이러한 문제를 해결합니다.

---

4) Durability (지속성)

"트랜잭션이 성공적으로 완료되면, 그 결과는 영구적으로 저장된다."
트랜잭션이 성공한 이후에는 시스템 장애나 오류가 발생하더라도 데이터가 손실되지 않습니다.

💡 예시

사용자가 쇼핑몰에서 결제를 완료했다면, 서버 장애가 발생하더라도 결제 내역이 사라지지 않아야 합니다.
지속성은 이를 보장합니다.

---

3. 왜 ACID가 중요한가요?

ACID 원칙은 데이터베이스 트랜잭션의 신뢰성을 유지하여 다음과 같은 상황을 예방합니다:

1. 데이터 손실: 서버 장애나 네트워크 문제에도 데이터를 안전하게 보관.
2. 데이터 충돌: 여러 사용자가 동시에 작업하더라도 정합성을 유지.
3. 비즈니스 오류: 시스템의 규칙과 제약 조건을 항상 준수.

---

4. 실제 사례: ACID의 필요성

• 금융 시스템: 계좌 이체, 결제 등에서 데이터 정합성을 보장.
• 이커머스 플랫폼: 주문, 결제, 재고 업데이트 간의 동기화 문제 방지.
• 헬스케어 시스템: 환자 정보 업데이트 시 데이터 충돌 및 손실 방지.

---

5. 결론

ACID는 데이터베이스 트랜잭션이 안정적이고 신뢰성 있게 작동하도록 보장하는 중요한 개념입니다.
특히, 고도의 안정성을 요구하는 애플리케이션(은행, 이커머스 등)에서 필수적인 원칙입니다.

다음 글에서는 ACID와 반대되는 개념인 BASE를 소개하고, NoSQL 데이터베이스와 비교해 보겠습니다. 🎯

 

참고 자료:

https://www.databricks.com/kr/glossary/acid-transactions

ACID 트랜잭션