ロック

8月 10, 2023

データベースのコンテキストでは、「ロック」とは、共有リソースへの同時アクセスを制御するために採用されるメカニズムを指し、通常は複数のトランザクションまたは操作間の一貫性、信頼性、分離を確保します。ロックにより、複数のユーザーが特定のデータに対して競合する変更を同時に行うことがなくなり、不整合や意図しないデータ破損の可能性が減ります。これはデータベース管理システム (DBMS) の基本的な概念であり、最新のアプリケーションやシステムでデータの整合性とトランザクションの一貫性を維持するために重要です。

ロックは、行レベルのロック、ページレベルのロック、テーブルレベルのロック、さらにはデータベースレベルのロックなど、データベースシステム内のさまざまなレベルで発生する可能性があります。各レベルには長所と短所があり、きめ細かい制御と潜在的な競合またはオーバーヘッドとの間でトレードオフがあります。行レベルのロックは最も細かい粒度を提供し、複数のユーザーが同じテーブル内の異なる行に同時に独立してアクセスできるようにしますが、より多くのリソースと管理オーバーヘッドが必要になる場合があります。対照的に、テーブルレベルのロックはテーブル全体へのアクセスを制限するため、粒度は低くなりますが、オーバーヘッドが低くなる可能性があります。

共有ロック、排他ロック、更新ロックなど、さまざまなタイプのロックメカニズムが存在します。共有ロック (読み取りロックとも呼ばれる) を使用すると、複数のトランザクションが共有リソースを同時に読み取ることができますが、ロックされたリソースをトランザクションが変更することはできなくなります。排他的ロック (書き込みロックとも呼ばれます) により、一度に 1 つのトランザクションだけがロックされたリソースにアクセスして変更できるようになります。更新ロックは、トランザクションがリソースを変更しようとしているが、まだ変更を実行していない場合に使用されます。このロックにより、最初のトランザクションが変更を完了するまで、他のトランザクションが同じリソースの排他ロックを取得できなくなります。

2 フェーズロック (2PL) は、トランザクションのシリアル化可能性を保証する一般的なロックプロトコルで、トランザクションの実行結果が一貫したデータベース状態になることを保証します。 2PL プロトコルは、トランザクションのライフサイクルを 2 つのフェーズに分割します。1 つはトランザクションがロックを取得しますが解放しない成長フェーズ、もう 1 つはトランザクションがロックを解放し、新しいロックを要求できない縮小フェーズです。このプロトコルを厳密に遵守すると、2 つ以上のトランザクションが完了する必要があるリソースのロックを解放するのをお互いに待機してスタックするデッドロックの可能性が大幅に減少します。

それにもかかわらず、ロックベースの同時実行制御では、複数のトランザクションが同じリソースをめぐって競合し、競合やデッドロックが発生する場合にパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。ロックエスカレーション、ロックタイムアウト、デッドロック検出、デッドロック解決などのさまざまな戦略は、ロックの数と期間を減らしたり、競合を事前に特定して解決したりすることで、これらの問題を軽減するのに役立ちます。

ロックベースのスキームのいくつかの制限に対処するために、オプティミスティック同時実行制御 (OCC) やマルチバージョン同時実行制御 (MVCC) などの同時実行制御の代替アプローチが開発されています。これらの技術は、競合の可能性と頻度に関する仮定に依存しており、リソースをロックせずにトランザクションを続行し、コミット時のみ競合をチェックすることができます。アプリケーションの特性とワークロードパターンによっては、特定のシナリオでは、これらの代替手段の方がロックベースのメカニズムよりも優れたパフォーマンスとスケーラビリティを提供できる場合があります。

AppMasterプラットフォームのコンテキストでは、高品質でスケーラブルなバックエンドアプリケーションを効果的に設計および実装するには、ロックとそのさまざまな側面を理解することが不可欠です。 AppMasterが生成したアプリケーションは、プライマリデータストアとして PostgreSQL 互換データベースに依存しており、 PostgreSQLの高度なロックおよび同時実行制御メカニズムを利用できるため、開発者は低レベルのロックの詳細を気にすることなく、効率的で同時実行性の高いアプリケーションを構築できます。

AppMasterのno-codeアプローチは、アプリケーション開発プロセス全体を通じてトランザクションの一貫性、分離、データの整合性の重要性を強調しています。開発者がビジュアル環境でデータモデル、ビジネスプロセス、API endpoints 、およびその他のアプリケーションコンポーネントを設計すると、 AppMaster 、結果として得られるアプリケーションがロックと同時実行制御に関するベストプラクティスと業界標準に準拠していることを保証します。これにより、あらゆるスキルレベルの開発者が、高負荷や同時ユーザーアクセス下でも適切に拡張し、確実に実行できるアプリケーションを作成できるようになります。