MySQL 트랜잭션 격리 수준(Isolation Level)

1. 트랜잭션의 격리 수준 (Transaction Isolation Level)

• 여러 트랜잭션이 동시에 처리될 때, 한 트랜잭션이 다른 트랜잭션의 데이터 변경이나 조회 결과를 볼 수 있도록 허용할지 여부를 결정하는 기준이다.
• 격리 수준은 동시성 성능과 데이터 일관성 보장 간의 trade-off를 조절하는 역할을 한다.
• 격리 수준은 아래와 같이 높은 순서(= 더 엄격한 순서)로 나열된다:
  • SERIALIZABLE
  • REPEATABLE READ
  • READ COMMITTED
  • READ UNCOMMITTED

2. SERIALIZABLE

• 가장 높은 수준의 격리 단계이며, 트랜잭션을 마치 순차적으로 처리하는 것처럼 보이게 만든다.
• 모든 트랜잭션이 동시에 동일한 데이터를 조회하거나 수정하는 것을 허용하지 않는다.
• 팬텀 리드(phantom read), 반복 불가능한 읽기(non-repeatable read), 더러운 읽기(dirty read) 등 모든 문제가 발생하지 않도록 방지한다.
• 완벽한 일관성을 보장하지만, 그만큼 동시 처리 성능은 가장 낮다.
• 주로 데이터 정확성이 가장 중요한 금융/회계 시스템 등에서 사용한다.

3. REPEATABLE READ

• 동일 트랜잭션 내에서 같은 쿼리를 여러 번 실행해도 항상 동일한 결과를 보장한다.
• 반복 불가능한 읽기(non-repeatable read) 와 더러운 읽기(dirty read) 를 방지할 수 있다.
• 하지만 팬텀 리드(phantom read) 는 방지하지 못한다.
• MySQL의 InnoDB 엔진에서는 기본 격리 수준이 REPEATABLE READ이며, 일반적으로는 팬텀 리드까지 방지하도록 구현되어 있다.
• 하지만 SELECT ... FOR UPDATE 쿼리에서는 팬텀 리드가 발생한다.

sequenceDiagram
    participant A as 트랜잭션 A
    participant B as 트랜잭션 B

    A->>DB: UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
    B->>DB: SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;
    B-->>User: 커밋 전 변경된 값 조회 (Dirty Read)
    A->>DB: ROLLBACK;

-- 트랜잭션 A
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
START TRANSACTION;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;

-- 트랜잭션 B
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
START TRANSACTION;
SELECT balance FROM accounts WHERE id = 1;

-- 트랜잭션 A
ROLLBACK;

4. READ COMMITTED

• 대부분의 상용 DBMS에서 기본값으로 설정되어 있는 격리 수준이다.
• 트랜잭션이 커밋한 데이터만 읽을 수 있도록 허용한다.
• 더러운 읽기(dirty read) 는 방지할 수 있지만, 반복 불가능한 읽기와 팬텀 리드는 발생할 수 있다.
• 트랜잭션 중 같은 SELECT를 여러 번 수행해도 결과가 바뀔 수 있기 때문에 주의가 필요하다.
• Oracle의 기본 격리 수준이 READ COMMITTED이다.

sequenceDiagram
    participant A as 트랜잭션 A
    participant B as 트랜잭션 B

    A->>DB: SELECT salary FROM employee WHERE id = 1 (결과: 3000)
    B->>DB: UPDATE employee SET salary = 4000 WHERE id = 1
    B->>DB: COMMIT
    A->>DB: SELECT salary FROM employee WHERE id = 1 (결과: 4000)

-- 트랜잭션 A
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
SELECT salary FROM employee WHERE id = 1;

-- 트랜잭션 B
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
UPDATE employee SET salary = 4000 WHERE id = 1;
COMMIT;

-- 트랜잭션 A
SELECT salary FROM employee WHERE id = 1;

5. READ UNCOMMITTED

• 가장 낮은 수준의 격리 단계이다.
• 다른 트랜잭션에서 아직 커밋하지 않은 미완료 데이터까지 읽는 것이 가능하다.
• 따라서 더러운 읽기(dirty read) 가 발생할 수 있다.
• 트랜잭션 간 간섭이 거의 없기 때문에 성능은 높지만, 데이터 일관성은 매우 낮다.
• 일반적으로 실무에서는 거의 사용하지 않는다.

sequenceDiagram
    participant A as 트랜잭션 A
    participant B as 트랜잭션 B

    A->>DB: SELECT * FROM orders WHERE amount > 100
    B->>DB: INSERT INTO orders(amount) VALUES (200)
    B->>DB: COMMIT;
    A->>DB: SELECT * FROM orders WHERE amount > 100 (이전에 없던 row 포함)

-- 트랜잭션 A
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
SELECT * FROM orders WHERE amount > 100;

-- 트랜잭션 B
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
INSERT INTO orders(amount) VALUES (200);
COMMIT;

-- 트랜잭션 A
SELECT * FROM orders WHERE amount > 100;

6. 격리 수준별 허용되는 현상 정리

격리 수준	Dirty Read	Non-Repeatable Read	Phantom Read
READ UNCOMMITTED	✅	✅	✅
READ COMMITTED	❌	✅	✅
REPEATABLE READ	❌	❌	✅
SERIALIZABLE	❌	❌	❌