공유 LOCK, 배타적 LOCK 차이

데이터베이스 관리에서 공유 LOCK과 배타적 LOCK은 동시성 제어를 위한 핵심 개념으로, 데이터의 무결성을 유지하고 동시 작업이 충돌하지 않도록 보장하는 중요한 역할을 합니다. 이 글에서는 공유 LOCK과 배타적 LOCK의 정의, 차이점, 그리고 사용 사례를 상세히 설명하며, 이를 통해 데이터베이스 관리와 성능 최적화에 대한 심도 있는 이해를 돕고자 합니다.

공유 LOCK과 배타적 LOCK의 개념

공유 LOCK의 정의

공유 LOCK(Shared Lock)은 데이터에 대해 읽기 작업을 허용하면서도 다른 사용자나 프로세스가 해당 데이터에 대해 쓰기 작업을 하지 못하도록 제한하는 LOCK 방식입니다.

• 공유 LOCK이 걸린 데이터는 여러 프로세스가 동시에 읽을 수 있습니다.
• 그러나 쓰기 작업은 허용되지 않습니다.
• 주로 SELECT 문에서 사용되며, 데이터를 읽는 동안 데이터의 변경을 방지합니다.

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배타적 LOCK의 정의

배타적 LOCK(Exclusive Lock)은 특정 프로세스가 데이터를 단독으로 읽거나 쓸 수 있도록 보장하는 LOCK 방식입니다.

• 배타적 LOCK이 걸린 데이터는 다른 프로세스가 해당 데이터에 접근하지 못합니다.
• 읽기와 쓰기 작업 모두 단독으로 수행됩니다.
• 주로 INSERT, UPDATE, DELETE 문에서 사용되며, 데이터의 변경이 이루어지는 동안 다른 프로세스의 접근을 차단합니다.

공유 LOCK과 배타적 LOCK의 주요 차이점

특징공유 LOCK배타적 LOCK

접근 가능 작업	읽기 가능, 쓰기 불가능	읽기 및 쓰기 단독 수행 가능
동시 접근 여부	다중 프로세스 동시 접근 가능	단일 프로세스만 접근 가능
주요 사용 목적	데이터 읽기 시 충돌 방지	데이터 변경 시 충돌 방지
적용되는 작업	SELECT 문	INSERT, UPDATE, DELETE 문

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공유 LOCK의 사용 사례

데이터 무결성 유지

공유 LOCK은 데이터베이스의 데이터를 읽는 동안 다른 프로세스가 데이터를 변경하지 못하도록 보장합니다.
예를 들어, 금융 거래 시스템에서 잔액 확인 작업을 수행할 때, 잔액이 변경되지 않도록 공유 LOCK이 사용됩니다.

동시 읽기 작업 최적화

공유 LOCK은 다중 사용자 환경에서 동시 읽기 작업을 지원하므로, 데이터베이스의 효율성을 높이는 데 기여합니다.

-- 예제: 공유 LOCK 사용  
SELECT *  
FROM accounts  
WHERE account_id = 123  
LOCK IN SHARE MODE;

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배타적 LOCK의 사용 사례

데이터 변경 시 충돌 방지

배타적 LOCK은 데이터 변경 작업이 진행되는 동안 다른 프로세스가 해당 데이터에 접근하지 못하도록 차단합니다.
예를 들어, 전자 상거래 시스템에서 주문 상태를 업데이트할 때, 다른 사용자가 같은 주문 데이터를 수정하지 못하도록 보장합니다.

트랜잭션의 원자성 보장

배타적 LOCK은 트랜잭션의 원자성을 보장하여, 데이터베이스의 무결성을 유지합니다.

-- 예제: 배타적 LOCK 사용  
UPDATE accounts  
SET balance = balance - 100  
WHERE account_id = 123;

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공유 LOCK과 배타적 LOCK의 상호 작용

호환성

• 공유 LOCK은 다른 공유 LOCK과 호환되지만, 배타적 LOCK과는 호환되지 않습니다.
• 배타적 LOCK은 어떤 종류의 LOCK과도 호환되지 않습니다.

Deadlock 방지

공유 LOCK과 배타적 LOCK의 상호 작용이 잘못 관리되면 Deadlock(교착 상태)이 발생할 수 있습니다.
이를 방지하기 위해 데이터베이스 관리자는 트랜잭션의 순서를 명확히 정의해야 합니다.

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데이터베이스 성능 최적화를 위한 LOCK 전략

최소한의 LOCK 사용

LOCK은 데이터의 무결성을 유지하는 데 필수적이지만, 과도한 LOCK은 데이터베이스 성능 저하를 초래할 수 있습니다.
따라서 필요한 경우에만 최소한의 범위로 LOCK을 적용해야 합니다.

비관적 잠금과 낙관적 잠금의 활용

• 비관적 잠금(Pessimistic Locking): 데이터 충돌 가능성이 높은 경우 사용됩니다.
• 낙관적 잠금(Optimistic Locking): 데이터 충돌 가능성이 낮은 경우 사용되며, 주로 버전 관리를 통해 충돌을 방지합니다.

트랜잭션 격리 수준 설정

트랜잭션의 격리 수준을 적절히 설정하면, LOCK 사용을 최소화하면서도 데이터 무결성을 유지할 수 있습니다.
대표적인 격리 수준은 다음과 같습니다.

• Read Uncommitted
• Read Committed
• Repeatable Read
• Serializable

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결론

공유 LOCK과 배타적 LOCK은 데이터베이스 관리에서 핵심적인 역할을 하며, 올바르게 사용하면 데이터의 무결성과 성능을 동시에 유지할 수 있습니다. 이를 위해 LOCK의 개념과 차이점을 명확히 이해하고, 상황에 맞는 LOCK 전략을 적용하는 것이 중요합니다.