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언두 테이블스페이스

언두 테이블스페이스#

언두 테이블스페이스는 데이터베이스에 대한 변경 연산을 롤백하는데 필요한 정보를 저장하는 테이블스페이스이다. Altibase는 다중 버전의 동시성 제어 기법 (MVCC)을 사용하기 때문에 변경 이전의 이미지를 저장할 공간이 필요하다.

언두 테이블스페이스는 데이터베이스에 하나만 존재하며, 데이터베이스 내의 모든 디스크 테이블스페이스에 의해 공유된다.

이 절에서는 언두 테이블스페이스의 특징 및 크기 계산 등 언두 테이블스페이스를 어떻게 관리하는지 설명한다.

  • 언두 레코드 (Undo Record)

  • 언두 테이블스페이스의 특징

  • 트랜잭션 세그먼트의 관리

  • 세그먼트 공간 재사용

  • 언두 테이블스페이스 변경

언두 레코드#

데이터베이스는 변경된 트랜잭션을 취소(롤백 또는 언두)하기 위하여 관련 정보들을 유지해야 한다. 이러한 정보들은 주로 트랜잭션이 커밋되기 전에 언두 레코드들로 저장된다.

언두 레코드는 다음과 같은 목적으로 사용된다.

  • 트랜잭션 롤백

  • 데이터베이스 복구

  • 읽기 일관성 (Read Consistency) 보장

롤백 구문이 수행되면, 언두 레코드는 커밋되지 않은 트랜잭션에 의한 데이터베이스 변경을 취소하기 위해 사용된다.

또한 언두 레코드는 데이터베이스를 복구하는 동안에도 사용된다. 로그 파일에 기반한 트랜잭션 리두 (redo)에 의해 데이터베이스를 복원한 후, 언두 레코드는 커밋되지 않은 변경에 대해서 취소하기 위해서 사용된다.

그리고 다른 트랜잭션에 의해 변경중인 레코드를 어떤 트랜잭션이 읽을 때, 두 트랜잭션이 동시에 레코드에 접근하여도 레코드가 변경되기 전의 이미지는 언두 레코드에 저장되어 있기 때문에 읽기 일관성을 보장할 수 있다.

언두 테이블스페이스의 특징#

언두 테이블스페이스의 특징을 살펴보면 다음과 같다.

  • 시스템에 의해 자동으로 관리된다.

  • 기본 언두 테이블스페이스 파일은 자동 확장 모드의 undo001.dbf 이다. 데이터 파일의 추가 및 크기 변경이 가능하다.

  • 온라인 백업 (Online Backup)의 대상이다.

  • TSS 세그먼트와 언두 세그먼트 이외의 데이터베이스 객체는 언두 테이블스페이스에 생성이 불가능하다.

  • 언두 테이블스페이스는 시스템 테이블스페이스이므로, 테이블스페이스 오프라인 및 제거가 불가능하다.

  • 서버가 재구동될 때마다 언두 테이블스페이스는 재구성 (Reset)된다.

Altibase는 언두 테이블스페이스의 정보 및 공간을 관리할 때 시스템에 의한 관리 방식을 사용한다. 시스템에 의한 관리 방식이란 기본적으로 언두 테이블스페이스의 세그먼트들과 공간들을 서버가 자동으로 관리하는 것을 의미한다.

언두 테이블스페이스는 데이터베이스 생성 과정에서 생성된다. 언두 테이블스페이스는 시스템 테이블스페이스로써, 데이터베이스내에 하나만 존재할 수 있다. 만약 언두 테이블스페이스가 존재하지 않는다면 부트 로그에 에러 메시지가 출력되고 서버 구동이 실패한다.

언두 테이블스페이스내에서는 트랜잭션 세그먼트 (TSS 세그먼트와 언두 세그먼트)가 관리된다. 사용자는 프로퍼티 TRANSACTION_SEGMENT_COUNT를 사용해서 트랜잭션 세그먼트의 개수를 변경할 수 있다. 사용자가 프로퍼티에서 지정한 개수만큼 TSS 세그먼트와 언두 세그먼트가 각각 생성된다. TRANSACTION_SEGMENT_COUNT 프로퍼티를 255로 설정하였다면, 서버 구동시마다 TSS 세그먼트 255개와 언두 세그먼트 255개가 생성된다.

프로퍼티 파일내에서 트랜잭션 세그먼트를 다른 개수로 변경하였다면, 다음 서버 구동시에 명시된 개수만큼 세그먼트들이 생성될 것이다.

트랜잭션 세그먼트의 관리#

트랜잭션 세그먼트란 디스크 변경 트랜잭션에 반드시 필요한 한 개의 TSS 세그먼트와 한 개의 언두 세그먼트로 구성된다.

한 트랜잭션 세그먼트는 한 디스크 변경 트랜잭션에 바인딩 (Binding) 되고, 그 트랜잭션이 완료될 때 언바인딩 (Unbinding) 되기 때문에 다른 트랜잭션에 의해 동시에 공유될 수 없다.

V$TXSEGS를 조회하면, 트랜잭션 세그먼트의 바인딩 여부를 확인할 수 있다. 디스크 변경 트랜잭션에 해당 트랜잭션 세그먼트가 바인딩되면 V$TXSEGS에 트랜잭션 세그먼트 ID, 트랜잭션 ID에 해당하는 레코드가 생성되고 바인딩이 해제되면 레코드는 삭제된다.

또한 TSS 세그먼트와 언두 세그먼트의 공간은 트랜잭션이 한 번 사용한 공간에 대해서는 어느 정도 시간이 지나면 재사용할 수 있는 구조로 설계되었다. 따라서 언두 트랜잭션의 공간이 필요한 경우에는 무조건 세그먼트를 생성하여 공간을 확장하는 것이 아니라 기간이 만료된 세그먼트가 다시 사용된다.

TSS 세그먼트의 재사용 단위는 1MB이며, 언두 세그먼트는 2MB이다.

다음은 언두 테이블스페이스와 관련된 사용자 프로퍼티를 나타낸다.

  • SYS_UNDO_FILE_INIT_SIZE
    언두 테이블스페이스의 데이터 파일 생성 시 초기 크기
  • SYS_UNDO_FILE_MAX_SIZE
    언두 테이블스페이스의 데이터 파일 최대 크기
  • SYS_UNDO_TBS_NEXT_SIZE
    언두 테이블스페이스의 데이터 파일 자동 확장 크기
  • SYS_UNDO_TBS_EXTENT_SIZE
    언두 테이블스페이스 한 익스텐트의 페이지 개수
  • TRANSACTION_SEGMENT_COUNT
    트랜잭션 세그먼트의 개수

세그먼트의 공간 재사용#

트랜잭션 커밋 후에 언두 데이터는 트랜잭션 롤백이나 복구를 목적으로 더 이상 필요하지 않다. 하지만 트랜잭션의 커밋 주기가 긴 Long-Term 트랜잭션은 읽기 일관성을 위해서 언두 데이터에 의존하고 있는 레코드의 이전 버전이 필요하다. 그렇지만 어느 정도 시간이 지나면 읽기 일관성을 위해서도 더 이상 언두 데이터는 필요하지 않게 된다.

따라서 Altibase 데이터베이스는 커밋된 언두 데이터라고 하여도 최소한의 기간 동안만 유지하고, 그 기간이 지나면 그 언두 데이터가 차지했던 공간을 다른 트랜잭션이 재사용할 수 있도록 하고 있다.

만약 커밋된 트랜잭션을 위한 언두 데이터를 가지고 있는 공간에 접근하는 온라인 트랜잭션들이 더 이상 존재하지 않는다면, 해당 언두 공간은 기간이 만료 (Expired)되었다고 한다. 반대로 그 언두 공간에 접근이 가능한 온라인 트랜잭션이 아직 존재한다면, 해당 언두 공간은 기간이 유효 (Unexpired)하다고 한다. 기간이 만료된 언두 공간은 다른 트랜잭션에 의해서 재사용 될수 있으나, 기간이 유효한 언두 공간은 재사용될 수 없다.


[그림 6‑12] 언두 세그먼트의 재사용

위 그림은 언두 세그먼트의 순환 구조가 언두 공간의 재사용을 어떻게 허락하는지를 보여준다.

그림은 언두 공간 #0부터 시작해서 순서대로 사용되면서 현재(Current)의 언두 공간 #5을 사용하고 있는 것을 나타낸다. 그리고 다음 차례의 언두 공간 #0이 만료된 것을 확인하고, 언두 공간 #5를 모두 사용하면 언두 세그먼트를 더 이상 확장하지 않고 언두 공간 #0을 재사용한다.


[그림 6‑13] 언두 세그먼트의 확장

그러나 언두 공간 #0이 유효한 상태라면 위의 그림처럼 언두 세그먼트는 익스텐트를 확장하여 언두 공간 #6을 추가하게 된다.

이와 같은 세그먼트 공간의 재사용성은 TSS 세그먼트에도 동일하게 적용된다.

언두 테이블스페이스 변경#

언두 테이블스페이스는 ALTER TABLESPACE 구문을 사용하여 변경될 수 있다. 그러나 언두 테이블스페이스는 대부분이 시스템에 의해서 관리되므로, 다음과 같은 연산들에 대해서만 사용자가 수행할 수 있다.

  • 데이터 파일 추가 및 제거

  • 데이터 파일 크기 확장 및 축소

  • 데이터 파일의 온라인 백업 시작 및 완료

언두 테이블스페이스에 용량 부족 또는 용량 부족과 관련된 에러가 발생하는 것을 방지하려면, 사용자는 데이터 파일들을 추가하거나 기존 데이터 파일의 크기를 확장해야 한다.

다음은 언두 테이블스페이스에 데이터 파일을 추가하는 예제이다.

ALTER TABLESPACE SYS_TBS_DISK_UNDO 
ADD DATAFILE 'undo002.dbf' AUTOEXTEND ON NEXT 1M MAXSIZE 2G;

ALTER TABLESPACE … DROP DATAFILE 구문으로 데이터 파일을 제거할 수도 있으며, ALTER TABLESPACE ... ALTER DATAFILE… 구문으로 파일의 크기를 확장하거나 축소할 수 있다.

그리고 ALTER TABLESPACE … BEGIN BACKUP 구문으로 데이터 파일의 백업을 시작할 수 있으며, ALTER TABLESPACE … END BACKUP 구문을 사용해서 백업 완료를 할 수 있다.