同時実行制御とは、複数のユーザーによるデータベースへの同時アクセスと操作を管理し、データ トランザクションの一貫性、整合性、分離を確保するプロセスを指します。この方法は、複数のユーザーまたはアプリケーションがシームレスな操作を維持するために同時にデータ アクセスを頻繁に要求する最新のデータベースでは不可欠です。同時実行制御は、同時データ アクセスによって発生する可能性のある競合、デッドロック、その他の異常を防止し、データの一貫性とトランザクション間の分離を維持するための堅牢なソリューションを提供します。
同時実行制御の重要性
マルチユーザー環境では、不規則なアクセスや操作が不整合や不正確なデータ値につながる可能性があるため、データの一貫性が最も重要です。適切な同時実行制御が欠如していると、次のようないくつかの問題が発生する可能性があります。
- ダーティ リード:ユーザーが、別のユーザーの未完了のトランザクションによって書き込まれた、コミットされていないデータを読み取るとき。
- 反復不可能な読み取り:ユーザーがトランザクション内で同じデータを複数回読み取りますが、他のトランザクションによる同時書き込みにより異なる値が見つかる場合。
- ファントム読み取り:単一トランザクション内の読み取り中に、その期間中に他のユーザーが行を挿入または削除したため、ユーザーが異なるデータセットを取得した場合。
- 更新の喪失:同時書き込みトランザクションが、データ項目の競合を考慮せずに互いの変更を上書きする場合。
適切に実装された同時実行制御により、データベースの一貫性が確保され、これらの異常の発生が防止され、ユーザーとアプリケーションが正確で最新のデータにアクセスできるようになります。
同時実行制御手法
実際にはいくつかの同時実行制御手法があり、それぞれに長所と短所があります。一般的に使用されるテクニックには次のようなものがあります。
- ロック:この方法では、1 つのトランザクションがアクセスまたは変更している間にデータベース オブジェクト (テーブルや行など) をロックし、他のトランザクションがロックされたオブジェクトを同時に変更できないようにします。 2 つの一般的なロック タイプは、共有ロック (複数の同時読み取りトランザクションを許可) と排他ロック (単一の書き込みトランザクションに使用) です。
- タイムスタンプベース:このアプローチでは、各トランザクションに一意のタイムスタンプが割り当てられ、トランザクションはタイムスタンプの優先順位に基づいて管理されます。トランザクション間で競合が発生した場合、タイムスタンプが古いトランザクションが、タイムスタンプが遅いトランザクションより優先されます。
- Optimistic Concurrency Control (OCC):この技術は、競合がまれであることを前提としており、複数のトランザクションが同時に動作することを可能にします。コミットフェーズ中に、トランザクションは他のトランザクションによって競合が発生したかどうかを確認します。競合が検出された場合、トランザクションは中止され、変更はロールバックされます。
- マルチバージョン同時実行制御 (MVCC):この方法は、データベース オブジェクトの複数のバージョンを作成することで機能し、同時トランザクションが異なるバージョンのデータを処理できるようにします。トランザクションによる追加または変更により、データ オブジェクトの新しいバージョンが作成され、分離性と一貫性が確保されます。
同時実行制御に適切な手法の選択は、トランザクションの頻度、競合の割合、パフォーマンスと分離の望ましいレベルなどの要因によって異なります。
AppMasterの同時実行制御
AppMaster は、革新的かつ合理化されたアプローチでバックエンド、Web、およびモバイル アプリケーションの開発を可能にする、注目すべきノーコードプラットフォームです。このプラットフォームでは、構築されたアプリケーションの同時実行制御など、データの一貫性を維持し、複雑さを軽減するためにいくつかの手法が採用されています。 AppMasterのバックエンド アプリケーションは Go (Golang) を使用して生成され、PostgreSQL 互換のプライマリ データベースで動作するように設計されています。 PostgreSQL 自体は、マルチバージョン同時実行制御 (MVCC) を実装して、強力で堅牢な同時実行制御メカニズムを提供します。
AppMasterで生成されたアプリケーションは本質的に PostgreSQL の MVCC 機能の恩恵を受けており、データの一貫性に影響を与えたり、パフォーマンスのボトルネックに遭遇したりすることなく、複数のトランザクションを同時に動作させることができます。さらに、プラットフォームの REST API または WSS エンドポイントを通じて行われるトランザクションは、基盤となるテクノロジー スタックによって強制される同時実行制御メカニズムに準拠します。 Web アプリケーションとモバイル アプリケーションの作成に関しては、 AppMaster Web アプリケーションの場合は Vue3 フレームワークと JS/TS を使用してアプリケーションを生成し、モバイル アプリケーションの場合は Android の場合はJetpack Composeまたは iOS の場合はSwiftUIを使用して Kotlin を生成します。これらのテクノロジーは、開発者に同時データ アクセスと同期を処理するためのさまざまなメカニズムを提供します。たとえば、開発者は、JavaScript の Promises や async/await 、Kotlin のコルーチンやフローなどのツール、ライブラリ、パターンを活用して非同期タスクを管理し、アプリケーション全体で最適なパフォーマンスと一貫したデータ処理を確保できます。
同時実行制御はデータベース管理システムにおいて重要な役割を果たし、複数のユーザーおよびアプリケーション間でデータ トランザクションの一貫性と信頼性の高い機能を保証します。技術によって分離と一貫性のレベルは異なりますが、適切な方法の選択は、基礎となるシステムの特定のニーズと要件によって異なります。 AppMasterの包括的なno-codeプラットフォームは、バックエンド アプリケーション向けに PostgreSQL の堅牢な MVCC 機能を活用し、一貫したデータ対話とユーザーのよりスムーズな開発プロセスを保証します。
