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ACID는 원자성(Atomicity), 일관성(Consistency), 격리성(Isolation), 지속성(Durability)의 약자이며, 데이터베이스 트랜잭션이 안전하게 수행된다는 것을 보장하기 위한 성질을 의미합니다.

CAP 정리 (= 브루어(Brewer)의 정리)는 분산 데이터베이스 시스템이 CAP 중 2개의 속성만을 제공할 수 있다는 이론입니다. CAP 정리에 따르자면, 일관성(Consistency), 가용성(Availability), 분할 내성(Partition Tolerance) 등 3가지 속성을 모두 만족하는 분산 데이터베이스 시스템은 존재하지 않습니다.

DB Replication은 데이터베이스의 고가용성과 데이터 안정성을 보장하기 위해 널리 활용되는 핵심 기술입니다. 특히, 대규모 애플리케이션 환경에서는 데이터의 지속적인 가용성과 신뢰성이 매우 중요하기 때문에, 원본(Source) 서버와 복제(Replica) 서버 간의 데이터 동기화는 필수입니다. MySQL 기준으로 설명하겠습니다.

✔️ Phantom Read란?

Redis가 단일 스레드(single-threaded)로 설계된 이유는 주로 성능 최적화, 복잡성 감소, 그리고 데이터 일관성을 유지에 있습니다.

DBMS에서 트랜잭션을 특별한 제어 없이 병행 수행을 허용한다면 데이터의 일관성과 무결성을 보장하기 어려울 수 있습니다. 이때, 병행 수행되는 트랜잭션들을 제어하기 위해서 락을 사용할 수 있으며 DBMS에서 락은 크게 공유 락과 배타 락으로 분류할 수 있습니다.

✔️ 관계형 데이터베이스

대표적인 동시성 제어 방식으로 MVCC(Multi-Version Concurrency Control) 와 Lock-Based Concurrency Control이 있습니다.

데이터베이스 테이블의 검색 속도를 향상시키기 위한 자료구조로 백과사전의 색인과 같습니다. 저장되는 컬럼의 값을 사용하여 항상 정렬된 상태를 유지하는 것이 특징입니다. 이러한 특징으로 인해 인덱스는 INSERT, UPDATE, DELETE의 성능이 희생된다는 것이 단점입니다.

애플리케이션과 데이터베이스가 통신을 하기 위해서는 데이터베이스 커넥션이 필요합니다.

트랜잭셔널 아웃박스 패턴(Transactional Outbox Pattern) 은 분산 시스템에서 단일 작업에 데이터베이스 쓰기 작업과 메시지 혹은 이벤트 발행이 모두 포함된 경우 발생하는 이중 쓰기 문제를 해결하기 위해서 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드가 존재한다고 가정하겠습니다.

동시에 여러 트랜잭션이 실행될 때 한 트랜잭션이 다른 트랜잭션의 연산에 영향을 받지 않도록 하는 정도를 말합니다. 낮은 격리 수준은 동시 처리 능력을 높이지만, 데이터의 일관성 문제를 발생시킬 수 있습니다. 반면, 높은 격리 수준은 데이터의 일관성을 보장하지만, 동시 처리 능력이 떨어질 수 있습니다. 즉, 데이터 정합성과 성능은 반비례합니다. 트랜잭션 격리 수준은 개발자가 트랜잭션 격리 수준을 설정할 수 있는 기능을 제공하는 기능입니다.