데이터베이스 트랜잭션 완전 가이드 - 개념부터 ACID, MySQL, 격리 수준, 스프링 적용까지

트랜잭션(Transaction)은 데이터베이스의 무결성과 안정성을 지키기 위해 꼭 이해해야 하는 핵심 개념입니다.

오늘은 다음 내용을 단계별로 살펴봅니다

• 트랜잭션의 기본 개념
• ACID 속성이 중요한 이유
• MySQL에서 트랜잭션이 어떻게 동작하는지
• 스토리지 엔진(MyISAM vs InnoDB)에 따른 동작 차이
• 트랜잭션 격리 수준 4단계와 관련 문제(Dirty Read, Phantom Read 등)
• Spring에서 @Transactional로 격리 수준을 설정하는 방법

이 글을 읽고 나면, DB 트랜잭션을 안정적으로 설계하고 활용하기 위한 실무 기준을 자연스럽게 이해할 수 있을거에요!

 

트랜잭션이란 무엇인가

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트랜잭션(Transaction)은 데이터베이스에서 실행되는 하나의 논리적 작업 단위(Logical Unit of Work) 입니다.
읽기, 쓰기, 수정, 삭제처럼 여러 연산을 하나로 묶어 모두 성공(All)하거나 모두 실패(None) 하도록 보장합니다.

 

예를 들어, 계좌 A → 계좌 B로 10,000원을 송금할 때 다음 두 작업이 함께 이루어져야 합니다.

1. 계좌 A에서 10,000원 차감
2. 계좌 B에 10,000원 추가

이 두 연산이 모두 성공해야 정상적인 송금이 됩니다.
하지만 트랜잭션이 없다면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다

• A에서는 돈이 빠졌지만 B에는 돈이 입금되지 않거나
• A에서는 돈이 빠지지 않았는데 B에는 돈이 생기거나

즉, 돈이 사라지거나 갑자기 생겨나는 심각한 오류가 발생할 수 있습니다.

 

트랜잭션의 목적: 데이터의 무결성을 지키는 것

 

ACID

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트랜잭션을 제대로 이해하려면 ACID 네 가지 속성을 함께 살펴보는 것이 중요합니다.

1. 원자성 (Atomicity)

트랜잭션에 포함된 작업은 하나의 단위처럼 처리됩니다.
즉, 모든 작업이 성공하면 COMMIT, 하나라도 실패하면 ROLLBACK합니다.

• 예: 송금 시 출금은 성공했지만 입금이 실패한 경우
  → 전체 작업을 되돌려야 정상입니다.

2. 일관성 (Consistency)

트랜잭션이 끝난 후 데이터베이스는 정의된 모든 규칙(제약조건)을 만족해야 합니다.

• 예: 재고를 -1 감소시켰는데 주문 생성이 실패한 경우
  → 데이터가 규칙을 어기게 되며, 트랜잭션은 이를 방지합니다.

3.  격리성 (Isolation)

여러 트랜잭션이 동시에 실행되더라도 서로 간섭하지 않아야 합니다.
중간 결과가 노출되면 잘못된 데이터가 저장될 수 있습니다.

• 예: 호텔 101호를 동시에 두 사용자가 예약한 상황
  → 격리성이 충분하지 않다면 두 사람 모두 예약에 성공하는 문제가 발생할 수 있습니다.

4. 지속성 (Durability)

트랜잭션이 커밋된 이후에는 결과가 영구적으로 저장됩니다.
서버가 장애를 일으키더라도 데이터는 유지되어야 합니다.

• 예: 결제 완료 기록이 장애로 사라져서는 안 됨
• InnoDB는 WAL(redo log)을 사용해 커밋된 내용을 안전하게 보존합니다.

 

MySQL에서의 트랜잭션

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MySQL에서 트랜잭션은 보통 다음 순서로 실행합니다.

START TRANSACTION;  -- 또는 BEGIN

-- 작업 수행
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 'A';
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 'B';

COMMIT;   -- 모든 작업이 정상적으로 끝났을 때
-- 또는
ROLLBACK; -- 중간에 오류가 발생했을 때 전체 되돌림

트랜잭션은 필요한 최소 범위에서만 사용해야 합니다.
범위가 넓어질수록 락이 오래 유지되어 동시성 저하와 성능 문제가 발생할 수 있기 때문입니다.

 

MySQL 스토리지 엔진 비교

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스토리지 엔진에 따라 트랜잭션 지원 여부와 동작 방식이 달라집니다. 대표적으로 MyISAM과 InnoDB가 자주 비교됩니다.

기능	MyISAM	InnoDB
트랜잭션 지원	X	O
락 방식	테이블 락	행(Row) 락
외래 키 지원	X	O
동시성 처리	낮음	높음
충돌 후 복구	불가	자동 복구

 

• MyISAM → 읽기 속도가 빠르지만 트랜잭션과 무결성 검증이 필요 없는 경우에만 적합
• InnoDB → 트랜잭션, 외래 키, 자동 복구 등 대부분의 서비스에서 요구하는 기능을 제공

 

왜 차이가 중요할까?

ROLLBACK 동작만 봐도 두 엔진의 차이가 명확합니다.

• MyISAM: ROLLBACK을 실행해도 데이터가 그대로 남습니다.
• InnoDB: ROLLBACK 시 변경 사항이 정상적으로 되돌아갑니다.

즉, 실무에서 트랜잭션 안정성이 필요하다면 선택지는 사실상 InnoDB입니다.

 

트랜잭션의 격리 수준 (4단계)

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트랜잭션 격리 수준(Isolation Level)은 내 트랜잭션이 다른 트랜잭션의 변경 데이터를 어디까지 읽을 수 있는가?를 정의합니다.

격리 수준	Dirty Read	Non-repeatable Read	Phantom Read
READ UNCOMMITTED	발생	발생	발생
READ COMMITTED	해결	발생	발생
REPEATABLE READ	해결	해결	(InnoDB는 대부분 해결)
SERIALIZABLE	해결	해결	해결

 

READ UNCOMMITTED — 커밋되지 않은 데이터도 읽는다

가장 낮은 격리 수준으로, 실무에서는 거의 사용하지 않습니다.
커밋되지 않은 데이터를 읽을 수 있어 Dirty Read가 발생합니다.

 

예시

• A 계좌 잔액을 1000 → 900으로 수정 중(아직 커밋 X)
• 다른 트랜잭션이 이 값을 읽어 900으로 확인
• 이후 원래 트랜잭션이 ROLLBACK 하면
  → 읽었던 900은 존재하지 않는 잘못된 값이 됩니다.

 

READ COMMITTED — 커밋된 데이터만 읽는다

가장 널리 사용되는 격리 수준입니다.
Dirty Read는 막지만 Non-repeatable Read는 발생할 수 있습니다.

 

예시

1. A 잔액 조회 → 1000
2. 다른 트랜잭션이 900으로 수정 후 커밋
3. 같은 트랜잭션에서 다시 조회 → 900

즉, 같은 트랜잭션 안에서도 조회 결과가 달라질 수 있습니다.

 

REPEATABLE READ — 같은 트랜잭션에서는 항상 같은 결과를 읽는다

MySQL InnoDB의 기본 격리 수준입니다.
같은 트랜잭션 안에서는 조회 결과가 일정하게 유지되어 Non-repeatable Read를 방지합니다.

 

SQL 표준에서는 여전히 Phantom Read가 발생하지만,
InnoDB는 갭 락(Gap Lock)과 넥스트 키 락(Next-Key Lock)을 사용해 대부분의 경우 이를 방지합니다.

 

SERIALIZABLE — 모든 트랜잭션을 순차 실행한다고 가정

가장 강력한 격리 수준으로, Dirty Read·Non-repeatable Read·Phantom Read 모두 방지합니다.
하지만 동시에 실행되는 트랜잭션이 크게 제한되어 성능이 급격히 떨어집니다.

→ 실무에서는 거의 사용되지 않습니다.

 

스프링에서 트랜잭션 격리 수준 설정

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Spring에서는 @Transactional 애노테이션을 사용해 트랜잭션의 격리 수준(Isolation Level)을 직접 지정할 수 있습니다.

@Service
public class AccountService {

    @Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)
    public void transferMoney(Account from, Account to, double amount) {
        // 비즈니스 로직
    }
}

지원되는 격리 수준 옵션

• Isolation.DEFAULT
• Isolation.READ_UNCOMMITTED
• Isolation.READ_COMMITTED
• Isolation.REPEATABLE_READ
• Isolation.SERIALIZABLE

Spring은 기본적으로 데이터베이스가 설정한 기본 격리 수준을 그대로 따릅니다.
예를 들어 MySQL(InnoDB)의 경우 기본값은 REPEATABLE_READ입니다.

 

결론: 어떤 격리 수준을 사용해야 할까?

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트랜잭션 격리 수준은 서비스의 요구사항에 따라 선택해야 합니다. 아래는 상황별 추천 수준입니다.

요구사항	추천 격리 수준
일반적인 웹 서비스	READ COMMITTED
금융 서비스 / 데이터 정합성이 매우 중요한 경우	REPEATABLE READ
데이터 충돌을 절대 허용할 수 없는 경우	SERIALIZABLE
성능이 최우선이고 일관성이 크게 중요하지 않은 경우	READ UNCOMMITTED

 

MySQL(InnoDB)의 기본값인 REPEATABLE READ는
대부분의 일반적인 애플리케이션에서 충분히 안전하면서 효율적인 선택입니다.

 

트랜잭션은 데이터베이스의 무결성과 신뢰성을 지키는 핵심 도구입니다.
ACID 속성과 격리 수준을 제대로 이해하면, 실무에서 자주 발생하는 대부분의 데이터 오류를 예방할 수 있습니다.
또한 MySQL과 Spring에서 트랜잭션이 어떻게 동작하는지 알면, 서비스 요구사항에 맞춰 안정적인 데이터 처리 전략을 세울 수 있을거에요!