[DB] 일관성(Consistency)

데이터베이스의 일관성 (Consistency)

데이터 일관성은 데이터베이스 및 시스템에서 중요한 개념으로, 데이터의 정확성과 신뢰성을 유지하기 위한 여러 원칙과 메커니즘으로 구성됨. 이를 크게 두 가지로 나눌 수 있음:

1. 데이터 자체의 일관성 (Consistency in Data)

데이터 자체의 일관성은 데이터가 시스템 내에서 항상 올바른 상태를 유지하는 것을 의미함. 이는 아래의 원칙들로 정의됨:

- 사용자 정의 규칙 (Defined by the user)

사용자가 설정한 비즈니스 규칙이나 데이터 제약 조건을 만족해야 함.

• 예: 고객의 나이가 음수일 수 없거나, 제품의 가격이 0보다 작을 수 없음.

- 참조 무결성 (Referential Integrity)

데이터베이스에서 외래 키를 사용하는 경우 참조 무결성을 유지해야 함. 이는 데이터의 연결성이 깨지지 않도록 보장함.

• 예: 주문 테이블이 고객 테이블을 참조할 때, 주문에 연결된 고객이 삭제되면 안 됨.

- 원자성 (Atomicity)

트랜잭션은 "모두 실행되거나 모두 실행되지 않는" 상태를 보장해야 함.

• 예: 은행 계좌에서 돈을 이체할 때, 출금이 완료되지 않으면 입금도 이루어지지 않음.

- 고립성 (Isolation)

각 트랜잭션은 다른 트랜잭션의 영향을 받지 않도록 격리되어야 함. 이를 통해 데이터 일관성을 유지함.

• 예: 두 사용자가 동시에 같은 상품의 재고를 업데이트하려고 할 때, 한 사용자의 작업이 끝난 후에야 다른 사용자가 업데이트 가능함.

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2. 일관된 읽기 (Consistency in Reads)

데이터 읽기 일관성은 트랜잭션에서 읽은 데이터가 항상 신뢰할 수 있는 상태에 있음을 의미함.

- 참조 무결성에 의해 강제됨

일관된 읽기는 데이터베이스의 참조 무결성을 유지하면서 정확한 데이터를 읽는 것을 보장함.

- 업데이트 및 커밋 후 일관성

값이 업데이트되고 커밋된 후에야 해당 값이 다른 트랜잭션에서 읽힐 수 있음. 이전 값(구버전)은 더 이상 읽히지 않음.

• 예: 사용자가 쇼핑몰에서 상품 재고를 확인할 때, 다른 사용자가 추가로 구매를 해서 재고가 변경되었으면, 최신 재고 값만 표시됨.

- 동기화 복제 (Synchronous Replication)

복제된 데이터베이스 시스템에서는 동기화 복제를 통해 일관성을 유지할 수 있음. 동기화 복제가 완료된 이후에만 데이터 읽기가 허용되므로 모든 노드에서 동일한 데이터를 읽을 수 있음.

• 예: 분산 데이터베이스에서 사용자가 조회한 데이터가 항상 최신 상태인지 확인하는 경우.

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예시

데이터 일관성 예시

학교 시스템에서:

• 학생 테이블(Student Table)에 학생 ID가 12345인 사람이 있다면, 성적 테이블(Grades Table)에도 해당 학생의 성적 정보가 있어야 함.
• 만약 성적 정보가 없는 경우, 이는 데이터 일관성이 깨진 것임.

일관된 읽기 예시

• 쇼핑몰에서 상품 재고가 10개인 상태에서 A라는 사람이 5개를 구매함. 이때 구매가 커밋되기 전에는 다른 사람이 여전히 10개로 읽을 수 있음.
• 하지만 커밋된 이후에는 다른 사람이 반드시 5개로 읽어야 함.

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이렇게 데이터 일관성은 시스템의 신뢰성을 유지하는 중요한 요소임. 따라서 데이터베이스 설계 및 관리에서 항상 고려되어야 함.