transaction 격리 수준(isolation level)이란 무엇인가요?

Question

Accepted Answer

**격리 수준(isolation level)**은 동시 transaction이 서로의 커밋되지 않은(또는 진행 중인) 변경을 무엇까지 볼 수 있는지를 제어합니다 — **일관성**과 **성능/동시성**을 맞바꿉니다. 높은 격리는 더 많은 이상(anomaly)을 방지하지만 잠금/경합을 늘립니다.

## 동시성 이상 (격리가 방지하는 것)

```text
DIRTY READ          → 다른 transaction의 커밋되지 않은 변경을 읽음 (롤백될 수 있음)
NON-REPEATABLE READ → 행을 다시 읽으면 다른 값이 나옴 (다른 txn이 UPDATE함)
PHANTOM READ        → 쿼리를 다시 실행하면 다른 행이 나옴 (다른 txn이 INSERT/DELETE함)
```

이들은 transaction이 동시에 실행될 때 발생할 수 있는 문제입니다 — 격리 수준이 어느 것을 방지할지 제어합니다.

## 네 가지 표준 격리 수준

```text
수준              | Dirty Read | Non-repeatable | Phantom | 동시성
──────────────────────────────────────────────────────────────────────
READ UNCOMMITTED  | 가능       | 가능           | 가능    | 최고 (가장 안전하지 않음)
READ COMMITTED    | 방지       | 가능           | 가능    | (흔한 기본값)
REPEATABLE READ   | 방지       | 방지           | 가능    | 
SERIALIZABLE      | 방지       | 방지           | 방지    | 최저 (가장 안전함)
```

각 높은 수준은 더 많은 이상을 방지합니다. **Read Committed**가 흔한 기본값이고(dirty read 방지), **Serializable**이 가장 엄격하지만(transaction이 한 번에 하나씩 실행되는 것처럼 동작) 동시성에 가장 제한적입니다.

## 격리 수준 설정

```sql
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
BEGIN;
  -- ... 선택한 격리 수준에서 연산 실행 ...
COMMIT;
```

## 근본적인 트레이드오프

```text
높은 격리 → 더 정확함 (이상 적음), 하지만 더 많은 잠금/경합
            → 낮은 동시성, 잠재적 속도 저하, 더 많은 deadlock
낮은 격리 → 더 높은 동시성/성능, 하지만 이상 위험
→ 데이터의 필요에 따라 선택: 금융/중요 데이터는 Serializable이 필요할 수 있음;
  대부분의 앱은 균형으로 Read Committed (기본값)를 사용.
→ 참고: 구현이 다름 (MVCC vs 잠금); SQL 표준은 수준을 정의하지만
  데이터베이스마다 세부 사항이 다름 (Postgres, MySQL/InnoDB 등).
```

## 왜 중요한가

transaction 격리 수준은 **데이터베이스의 동시성**을 이해하는 데 중요한 고급 지식입니다 — 여러 transaction이 동시에 실행될 때(실제 다중 사용자 애플리케이션에서 항상 그렇듯), 격리 수준이 데이터 일관성과 성능 사이의 트레이드오프를 결정하므로, 올바르고 성능 좋은 동시 애플리케이션 구축에 이해하는 것이 가치 있습니다.

핵심 개념은 **동시성 이상**(dirty read, non-repeatable read, phantom read — transaction이 서로의 진행 중 변경을 볼 때 발생하는 문제)과 **네 가지 격리 수준**(Read Uncommitted, Read Committed, Repeatable Read, Serializable)이 점진적으로 더 많은 이상을 방지하는 방식입니다.

이를 이해하는 것은 정확성에 중요합니다: 너무 낮은 격리 수준을 선택하면 데이터를 손상시키거나 틀린 결과를 내는 이상을 허용할 수 있고(예: 나중에 롤백되는 커밋되지 않은 데이터를 읽거나 불일치 읽기), 너무 높으면 동시성과 성능이 줄어듭니다.

**근본적인 트레이드오프** — 높은 격리는 더 정확하지만 더 많은 잠금/경합을 의미하고(낮은 동시성, 잠재적 속도 저하와 deadlock), 낮은 격리는 더 높은 성능이지만 이상 위험을 의미함 — 이 핵심 통찰입니다: 데이터의 일관성 요구에 따라 수준을 선택합니다(중요/금융 데이터는 Serializable이 필요할 수 있음; 대부분의 애플리케이션은 균형으로 Read Committed 사용).

구현이 다르다는 것(MVCC vs 잠금)을 아는 것도 관련됩니다.

동시성은 실제 데이터베이스 애플리케이션에 내재되어 있고, 격리 수준이 일관성과 성능 사이의 결정적 균형을 지배하므로(잘못된 선택은 데이터 이상이나 성능 문제를 일으킴), 격리 수준을 이해하는 것 — 이상, 수준, 일관성-대-동시성 트레이드오프 — 은 올바르고 성능 좋은 동시 시스템 구축에 가치 있는 시니어 수준 지식이자 데이터베이스 동시성에 대한 이해를 보여주는 흔한 고급 인터뷰 주제입니다.