2PC (Two-Phase Commit)

분산 데이터베이스에서 사용되는 두 단계 커밋(2PC, Two-Phase Commit) 프로토콜은 여러 트랜잭션 관리자가 분산 데이터베이스 트랜잭션을 원자성(Atomicity)을 유지하면서 실행할 수 있도록 하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 프로토콜은 분산 환경에서 데이터 일관성과 신뢰성을 보장하기 위해 사용됩니다.

1. 두 단계 커밋의 개요:

두 단계 커밋은 다음 두 단계로 구성됩니다:

1. Prepare Phase (준비 단계): 트랜잭션 관리자들은 트랜잭션을 완료할 수 있는 준비를 하고, 다른 관리자들에게 이를 통보합니다.
2. Commit Phase (확정 단계): 모든 관리자는 준비가 완료되었다는 신호를 받으면 트랜잭션을 커밋합니다. 만약 어떤 관리자가 준비를 실패하면 모든 관리자는 롤백을 수행합니다.

2. 두 단계 커밋의 작동 방식:

1. 준비 단계:
   • 트랜잭션 관리자는 로컬 데이터베이스에 대한 변경 사항을 로그에 기록합니다.
   • 모든 변경 사항이 로그에 기록되면, 트랜잭션 관리자는 그것을 다른 관리자들에게 준비된다는 신호를 보냅니다.
   • 다른 관리자들은 준비가 완료되었다는 신호를 받으면 자신의 로컬 변경 사항을 준비하고 준비가 완료되었다는 신호를 보냅니다.
2. 확정 단계:
   • 모든 관리자가 준비가 완료되었다는 신호를 받으면, 트랜잭션 관리자는 커밋을 시작합니다.
   • 트랜잭션 관리자가 커밋을 시작하면 모든 변경 사항이 로컬 디스크에 기록됩니다.
   • 모든 관리자가 커밋을 성공적으로 완료하면 트랜잭션은 완료됩니다. 그렇지 않은 경우 롤백이 수행됩니다.

3. 장점:

• 원자성 보장: 모든 관리자들이 트랜잭션의 커밋 또는 롤백에 동의하기 때문에 원자성이 보장됩니다.
• 데이터 일관성 유지: 모든 관리자들이 동일한 결정을 내리기 때문에 데이터 일관성이 유지됩니다.

4. 단점:

• 데이터베이스 잠금 문제: 준비 단계 동안에는 데이터베이스 잠금이 유지되므로 다른 트랜잭션이 대기해야 합니다. 이는 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
• 네트워크 지연: 커밋 프로세스는 네트워크 통신을 포함하기 때문에 네트워크 지연으로 인한 성능 저하가 발생할 수 있습니다.

5. 2PC의 확장:

두 단계 커밋은 분산 시스템에서 트랜잭션 관리를 위한 일반적인 프로토콜이지만, 일부 환경에서는 성능 및 확장성 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 극복하기 위해 세 단계 커밋(3PC)이나 다른 프로토콜을 사용하는 것도 고려될 수 있습니다.

 

두 단계 커밋은 분산 시스템에서 트랜잭션 관리를 위한 강력한 프로토콜이지만, 성능 및 확장성 문제에 대한 고려가 필요합니다. 그러나 데이터 일관성과 신뢰성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.