こんにちは、gccjです。
今回はエンジニアの面接において、なぜMVCC（多版型同時実行制御、MultiVersion Concurrency Control）が必要であるかについて、ジュニアとシニアの観点から答え方を考えてみます。
ジュニアの回答例
MVCCは、データベースでの同時実行性能を向上させる技術です。
これにより、多くのユーザーが同時にデータベースを使って作業をしても、パフォーマンスが落ちにくくなります。主に、データの一貫性を保ちつつ、アクセスの競合を減らすために用いられます。
シニアの回答例
MVCCはデータベースの同時実行制御メカニズムであり、複数のトランザクションが同時に発生する場合のデータの整合性と効率を保つために極めて重要です。
具体的な同時実行のケースを考えると、以下のように分析できます：
- READ x READ：同時にデータを読む操作には競合が発生しないため、MVCCの介入は不要です。
- READ x WRITE：主に読み取り一貫性の問題があり、トランザクション中にデータが変更されると、読み取り結果が不安定になります（例：Non-Repeatable Read）。
- WRITE x WRITE： 二つのトランザクションが同じデータを異なる内容で更新しようとすると、更新の競合が発生します。
それではMVCCこの上記の同時実行時の役割を説明します。
*READ x READはMVCC不要のため説明なし
MVCCの役割
READ x WRITE
- データのバージョン管理：MVCCでは、データの各バージョンが保存され、読み取りを行うトランザクションは、その開始時点での最新のコミット済みデータのバージョンを見ることができます。これにより、書き込みトランザクションが完了していないデータ（Dirty Data）を読み取ることが防がれます。
- 読み取りの非ブロッキング：読み取りトランザクションは書き込みトランザクションによってブロックされることなく、データを読み取ることができます。これにより、システムの応答性が向上し、ユーザー体験が改善されます。
- トランザクションの隔離性の向上：MVCCにより、各トランザクションは他のトランザクションの影響を受けることなく、一貫性のあるデータビューを保持することができます。これにより、Non-Repeatable Readのような問題が解消されます。
WRITE x WRITE
*もっと精密に言うと楽観・悲観ロックによる制御ですが、それはまた別の記事で話しましょう。
- 更新の整合性：複数のトランザクションが同じデータに対して異なる変更を試みる場合、これらの変更がお互いに干渉しないようにする必要があります。MVCCでは、各書き込みトランザクションがデータの新しいバージョンを作成します。これにより、トランザクションが互いに独立して操作を行い、後で競合を解決することが可能になります。
- 競合の解決：競合が検出された場合、MVCCシステムはタイムスタンプやトランザクションIDを基に、どのバージョンが最終的にデータベースにコミットされるべきかを決定します。これにより、トランザクションが安全にコミットされ、データの一貫性が維持されます。
- ロックの最小化：従来のロックベースの同時実行制御では、データに対するアクセスを制限するためにロックが使用され、これがパフォーマンスのボトルネックとなることがあります。しかし、MVCCを使用すると、データの書き込みが他の読み取りまたは書き込みトランザクションをブロックすることなく行えるため、ロックが必要な状況が減少します。これにより、デッドロックのリスクが低減され、全体的なシステムのパフォーマンスが向上します。
最後
また、MVCCでは、データの各バージョンが自動的に管理されるため、トランザクションは適切なデータバージョンにアクセスすることが保証されます。これにより、開発者はバージョン管理の複雑さを意識することなくアプリケーションを設計することができます。