MVCC (다중버전 동시성 제어)

[동시성 제어란?]

동시성 제어란 DBMS가 다수의 사용자 사이에서 동시에 작용하는 다중 트랜잭션의 상호간접 작용에서 database를 보호하는 것을 의미한다. 일반적으로 동시성을 허용하면 일관성이 낮아지게 된다.

동시성과 일관성의 상관 관계

- 다수 사용자의 동시 접속을 위해 DBMS는 동시성 제어를 할 수 있도록 Lock 기능과 SET TRANSACTION 명령어를 이용해 트랜잭션의 격리성 수준을 조정할 수 있는 기능도 제공한다.

- 동시성 제어 방법 -> 비관적 동시성 제어, 낙관적 동시성 제어

 

 

[비관적 동시성 제어]

데이터를 읽는 시점에 Lock

- 사용자들이 같은 데이터를 동시에 수정할 것이라고 가정

- 데이터를 읽는 시점에 Lock을 걸고, 트랜잭션이 완료될 때까지 이를 유지

- SELECT 시점에 Lock을 거는 비관적 동시성 제어는 시스템의 동시성을 심각하게 떨어뜨릴 수 있어서 wait 또는 nowait 옵션과 함께 사용해야한다.

 

[낙관적 동시성 제어]

- 사용자들이 같은 데이터를 동시에 수정하지 않을 것이라고 가정

- 데이터를 읽는 시점에 Lock을 걸지 않는 대신 수정 시점에 값이 변경됐는지를 반드시 검사

 

☞ 동시성 제어의 목표는 동시에 실행되는 트랜잭션 수를 최대화 하면서 입력,수정,삭제,검색 시 데이터의 무결성을 유지하는데 있다. 하지만 읽기 작업에 공유 Lock (S-Lock)을 사용하는 일반적인 로킹 메커니즘은 구현이 간단한 반면에 아래와 같은 문제점을 가지고 있다.

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[Locking 메커니즘의 문제점]

- 읽기 작업과 쓰기 작업이 서로 방해를 일으키기 때문에 동시성 문제가 발생

- 데이터 일관성에 문제가 생기는 경우도 있어서 Lock을 더 오래 유지하거나 테이블 레벨의 Lock을 사용해야 하고, 동시성 저하가 발생

☞ 이러한 문제점들을 해결하기 위해 MVCC라는 메커니즘이 탄생하게 되었다.

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[MVCC란?]

- MVCC는 동시 접근을 허용하는 DBMS에서 동시성을 제어하기 위해 사용하는 방법 중 하나이다.

- MVCC 모델에서 데이터에 접근하는 사용자는 접근한 시점에서 데이터베이스의 Snapshot을 읽는다.

- 이 Snapshot 데이터에 대한 변경이 완료될 때 (트랜잭션이 commit될 때)까지 만들어진 변경사항은 다른 데이터베이스 사용자가 볼 수 없다.

- 이제 사용자가 데이터를 업데이트 하면 이전의 데이터를 덮어 씌우는게 아니라 새로운 버전의 데이터를 UNDO 영역에 생성한다.

- 대신 이전 버전의 데이터와 비교해서 변경된 내용을 기록한다. 이렇게 해서 하나의 데이터에 대해 여러 버전의 데이터가 존재하게 되고, 사용자는 마지막 버전의 데이터를 읽게 된다.

 

☞ 일반적인 RDBMS보다 매우 빠르게 작동

☞ 사용하지 않는 데이터가 계속 쌓이게 되므로 데이터를 정리하는 시스템이 필요

☞ 데이터 버전이 충돌하면 애플리케이션 영역에서 이러한 문제를 해결해야 함

 

- MVCC는 잠금을 필요로 하지 않기 때문에 일반적인 RDBMS보다 매우 빠르게 작동

- 데이터를 읽기 시작할 때, 다른 사람이 그 데이터를 삭제하거나 수정하더라도 영향을 받지 않고 데이터 사용 가능

(사용하지 않는 데이터가 계속 쌓이므로 데이터를 정리해주는 시스템이 필요)

- 하나의 데이터에 대한 여러 버전의 데이터를 허용하기 때문에 데이터 버전이 충돌될 수 있으므로 애플리케이션 영역에서 이러한 문제를 해결해야함

MVCC의 충돌 가능성

- UNDO 블록 I/O, CR Copy 생성, CR 블록 캐싱 같은 부가적인 작업의 오버헤드 발생