**同時実行制御（concurrency control）**は、データベース管理システム（DBMS）の重要な機能であり、複数のトランザクションが同時に実行される際にデータの整合性を維持するために不可欠です。
本記事では、同時実行制御の基本的な概念、実装方法、およびトランザクションの分離レベルについて詳しく解説します。
データベースの信頼性を確保するための同時実行制御の重要性を理解することが目的です。
同時実行制御とは
同時実行制御の定義
同時実行制御とは、データベース内で複数のトランザクションが同時に実行される際に、データの整合性を保つための管理手法を指します。
トランザクションは、データ処理の一連の操作を一体不可分の単位として扱うため、その実行の前後でデータに矛盾がないことが求められます。
トランザクションの必要性
実際のシステムでは、同時に多くのトランザクションが稼働しているため、他のトランザクションによる影響を受けずに処理を行うことが不可欠です。
例えば、銀行のシステムで同時に行われる預金と引き出しのトランザクションは、互いに干渉しないように制御する必要があります。
実装方法と排他制御
排他制御の概要
完全に互いに干渉しないようにトランザクションを直列に実行する「直列化」（シリアライゼーション）は、性能が極端に低下するため実用的ではありません。
そのため、排他制御が採用されます。これは、アクセスしようとするリソース（テーブルやレコードなど）を一時的にロックして占有し、処理中は他のトランザクションのアクセスを禁止する方法です。
ロックの種類
ロックの方法にはいくつかの種類があり、以下のような制御が行われます。
- テーブルロック: テーブル全体をロックし、他のトランザクションのアクセスを完全に制限します。
- 行ロック: 特定の行のみをロックし、他の行にはアクセスを許可します。
- 読み込みの許可: 読み取りは許可しつつ、書き込みを禁止する方法もあります。
トランザクション分離レベル
トランザクション分離レベルの定義
同時実行制御におけるトランザクションの並行性と独立性は、トレードオフの関係にあります。
そのため、SQL標準では4つのトランザクション分離レベルが定義されています。
- SERIALIZABLE: 最も安全なレベルで、他のトランザクションの影響を完全に受けないよう制御されます。
- REPEABLE READ: 処理中のデータが他のトランザクションによって削除・更新されるのを防ぎます。
- READ COMMITTED: 他のトランザクションでコミットされた値の変更の影響を受けます。
- READ UNCOMMITTED: 他のトランザクションによる未コミットの変更の影響を受けますが、性能が最も高いレベルです。
各レベルの性能と安全性のバランス
トランザクション分離レベルの選択は、性能と安全性のバランスを考慮する必要があります。
例えば、SERIALIZABLEは安全性が高いものの、性能が低下するため、特に高トラフィックのシステムでは注意が必要です。
まとめ
本記事では、同時実行制御の基本的な概念、排他制御の方法、及びトランザクションの分離レベルについて詳しく解説しました。
同時実行制御は、データベースの整合性を保つための重要な要素であり、適切な管理が求められます。
この知識を理解することで、データベース管理の重要性を再認識し、実践に役立てることができるでしょう。