오라클 UNDO 테이블스페이스의 역할과 관리

오라클 데이터베이스에서 UNDO 테이블스페이스는 트랜잭션 관리와 데이터 복구를 위한 중요한 역할을 합니다. 데이터 변경이 발생할 때, 원래 데이터를 저장하여 여러 작업이 안정적으로 이루어질 수 있도록 보장하는 공간입니다.
이번 글에서는 UNDO 테이블스페이스의 역할, 동작 원리, 관리 방법, 그리고 실무에서 발생할 수 있는 문제 해결 방안을 자세히 알아보겠습니다.

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1. UNDO 테이블스페이스란?

UNDO 테이블스페이스는 데이터 변경 이전 상태(Undo Data)를 저장하기 위한 특별한 테이블스페이스입니다.
이는 트랜잭션 관리, 데이터 복구, 읽기 일관성(Read Consistency) 등을 제공하기 위해 사용됩니다.

주요 역할

• 트랜잭션 롤백: 변경 중인 데이터를 취소(Undo)하고 원래 상태로 복구.
• 읽기 일관성 유지: 다른 세션에서 데이터 변경 중에도 변경 전 데이터를 읽을 수 있도록 보장.
• 데이터 복구 지원: 시스템 장애 발생 시 복구에 필요한 데이터를 제공.

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2. UNDO 테이블스페이스의 동작 원리

UNDO 테이블스페이스는 트랜잭션이 실행되는 동안 변경된 데이터의 이전 값을 저장합니다.
이 데이터는 **UNDO 세그먼트(Undo Segment)**라는 특별한 영역에 기록됩니다.

동작 과정

1. 사용자가 데이터를 변경하면, 변경된 데이터는 Redo 로그에 기록되고, 변경 전 데이터는 UNDO 세그먼트에 저장됩니다.
2. 트랜잭션이 롤백되면 UNDO 세그먼트에 저장된 데이터를 사용해 원래 상태로 복구합니다.
3. 트랜잭션이 커밋되면 UNDO 데이터는 일정 시간이 지난 후 자동으로 삭제되거나 덮어씌워집니다.

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3. UNDO 테이블스페이스의 주요 기능

3.1. 트랜잭션 롤백

트랜잭션이 실패하거나 사용자가 수동으로 롤백을 실행하면 UNDO 데이터가 사용됩니다.

ROLLBACK;

예를 들어, 사용자가 실수로 데이터를 삭제한 경우에도 롤백 명령으로 이전 상태로 복구할 수 있습니다.

3.2. 읽기 일관성 제공

한 사용자가 데이터를 변경하는 동안 다른 사용자는 변경 전 데이터를 읽을 수 있습니다.
이는 UNDO 테이블스페이스를 통해 읽기 일관성을 보장하기 때문입니다.

SELECT * FROM employees WHERE department_id = 10;

위 쿼리를 실행하는 동안 다른 사용자가 employees 테이블의 데이터를 수정해도 이전 데이터를 기반으로 결과가 반환됩니다.

3.3. 장애 복구 지원

시스템이 예기치 않게 종료되더라도 UNDO 테이블스페이스를 통해 데이터의 일관성을 복구할 수 있습니다.

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4. UNDO 테이블스페이스 관리

UNDO 테이블스페이스를 효율적으로 관리하면 데이터베이스 성능과 안정성을 높일 수 있습니다.
관리 작업은 주로 UNDO 테이블스페이스 생성, 크기 조정, 자동 관리 설정 등이 포함됩니다.

4.1. UNDO 테이블스페이스 생성

새로운 UNDO 테이블스페이스를 생성하려면 다음 명령을 사용합니다:

CREATE UNDO TABLESPACE undo_ts1
DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/undo_ts1.dbf' SIZE 500M
AUTOEXTEND ON NEXT 100M MAXSIZE 2G;

• SIZE 500M: 초기 크기
• AUTOEXTEND ON: 용량 부족 시 자동 확장
• MAXSIZE 2G: 최대 크기 제한

4.2. 기본 UNDO 테이블스페이스 변경

데이터베이스의 기본 UNDO 테이블스페이스를 변경하려면 다음 명령을 실행합니다:

ALTER SYSTEM SET UNDO_TABLESPACE = undo_ts1;

• 새로운 트랜잭션은 변경된 기본 UNDO 테이블스페이스를 사용합니다.

4.3. UNDO 테이블스페이스 크기 조정

UNDO 테이블스페이스의 크기가 부족하면 다음과 같이 조정합니다:

ALTER DATABASE DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/undo_ts1.dbf' RESIZE 1G;

• 데이터 파일의 크기를 1GB로 조정합니다.

4.4. 자동 UNDO 관리 설정

오라클 데이터베이스는 기본적으로 UNDO 테이블스페이스를 자동 관리합니다.
이를 확인하거나 설정하려면 다음 명령을 사용합니다:

SHOW PARAMETER undo_management;

결과가 AUTO로 설정되어 있으면 자동 관리가 활성화된 상태입니다.
수동으로 설정하려면 다음 명령을 사용합니다:

ALTER SYSTEM SET UNDO_MANAGEMENT = MANUAL;

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5. 실무 활용 사례

사례 1: UNDO 공간 부족 문제 해결

• 문제: 대규모 데이터 수정 작업 중 UNDO 테이블스페이스가 부족하여 트랜잭션이 실패.
• 해결 방법:
  • UNDO 테이블스페이스 크기를 즉시 확장.

  ALTER DATABASE DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/undo_ts1.dbf' RESIZE 2G;
  

  • AUTOEXTEND 옵션을 활성화하여 미래의 문제를 방지.

  ALTER DATABASE DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/undo_ts1.dbf' AUTOEXTEND ON NEXT 100M MAXSIZE 5G;
  

사례 2: 읽기 일관성 문제 해결

• 문제: 장기 실행 쿼리 중 다른 사용자가 데이터를 수정하여 ORA-01555 오류 발생.
• 해결 방법:
  • UNDO 테이블스페이스 크기를 늘려 충분한 공간을 확보.
  • UNDO 보존 기간을 늘려 변경된 데이터를 더 오래 보존.

  ALTER SYSTEM SET UNDO_RETENTION = 900; -- 900초(15분)
  

사례 3: UNDO 테이블스페이스 교체

• 문제: 기존 UNDO 테이블스페이스가 손상됨.
• 해결 방법:
  • 새 UNDO 테이블스페이스 생성.

  CREATE UNDO TABLESPACE undo_ts2
  DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/undo_ts2.dbf' SIZE 500M AUTOEXTEND ON;
  

  • 기본 UNDO 테이블스페이스를 변경.

  ALTER SYSTEM SET UNDO_TABLESPACE = undo_ts2;
  

  • 손상된 UNDO 테이블스페이스 삭제.

  DROP TABLESPACE undo_ts1 INCLUDING CONTENTS AND DATAFILES;
  

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6. UNDO 테이블스페이스 관리 시 주의사항

1. AUTOEXTEND 설정:
   • 대규모 트랜잭션에서 UNDO 공간 부족을 방지하려면 AUTOEXTEND를 활성화하세요.
2. UNDO 보존 기간 설정:
   • 읽기 일관성이 중요한 환경에서는 UNDO_RETENTION 값을 늘려 데이터를 더 오래 보존하도록 설정합니다.
3. 주기적 모니터링:
   • 데이터 딕셔너리 뷰를 사용하여 UNDO 사용량을 정기적으로 확인하세요.

   SELECT tablespace_name, used_blocks, free_blocks
   FROM v$undostat;
   

4. 복수 테이블스페이스 사용:
   • 대규모 데이터베이스에서는 여러 UNDO 테이블스페이스를 구성하여 부하를 분산합니다.

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7. 마무리

UNDO 테이블스페이스는 데이터베이스의 안정성과 성능을 보장하는 핵심 요소입니다.
적절한 크기 설정과 자동 관리 기능을 활용하면 트랜잭션 오류와 읽기 일관성 문제를 효과적으로 예방할 수 있습니다.
정기적인 모니터링과 관리를 통해 UNDO 테이블스페이스를 최적화하고 데이터베이스의 신뢰성을 유지하세요!