データベースシステムの死活を分けるデッドロック対策: Wait-DieとWound-Waitの真実
デッドロック防止アルゴリズム: "Wait-Die"と"Wound-Wait"の詳細比較
デッドロック防止アルゴリズムは、デッドロックの発生を防ぐために使用されます。代表的なアルゴリズムとして、**"Wait-Die"と"Wound-Wait"**があります。
**"Wait-Die"と"Wound-Wait"**は、デッドロックの発生を防ぐために異なるアプローチを取ります。
**"Wait-Die"アルゴリズムでは、新しいトランザクションは、古いトランザクションがロックしている資源を待機します。古いトランザクションがロックを解放した場合、新しいトランザクションは進行できます。しかし、古いトランザクションがロックを解放しない場合、新しいトランザクションは"wait"**状態になります。この状態になったトランザクションは、古いトランザクションがコミットまたはロールバックするまで待機します。古いトランザクションがコミットした場合、新しいトランザクションは進行できます。しかし、古いトランザクションがロールバックした場合、新しいトランザクションもロールバックされます。
**"Wait-Die"と"Wound-Wait"**の主な違いは以下の通りです。
- **"Wait-Die"は、古いトランザクションがコミットまたはロールバックするまで待機します。"Wound-Wait"は、古いトランザクションに"wound"**メッセージを送信し、古いトランザクションがコミットまたはロールバックするまで待機しません。
- **"Wait-Die"は、古いトランザクションがロールバックされた場合、新しいトランザクションもロールバックします。"Wound-Wait"**は、古いトランザクションがロールバックされた場合、新しいトランザクションは進行できます。
- **"Wait-Die"は、古いトランザクションがコミットされる可能性が高い場合に適しています。古いトランザクションがロールバックされる可能性が高い場合は、"Wound-Wait"**の方が適しています。
**データベースシステムでは、"Wait-Die"と"Wound-Wait"を組み合わせたアルゴリズムを使用している場合があります。
例:
- Oracleデータベースでは、**"Wait-Die"**アルゴリズムがデフォルトで使用されています。
デッドロック防止アルゴリズムの選択は、データベースシステムのワークロードや要件によって異なります。
補足:
- デッドロック防止アルゴリズム以外にも、デッドロック検出および解決アルゴリズムがあります。
- デッドロックは、データベースシステムのパフォーマンスに悪影響を与える可能性があります。デッドロックを防止するために、適切なデッドロック防止アルゴリズムを選択することが重要です。
"Wait-Die"アルゴリズム
def wait_die(transaction, resource):
if resource.is_locked_by(older_transaction):
transaction.wait()
else:
resource.lock(transaction)
def older_transaction(transaction1, transaction2):
return transaction1.timestamp < transaction2.timestamp
def wound_wait(transaction, resource):
if resource.is_locked_by(older_transaction):
older_transaction.wound()
transaction.wait()
else:
resource.lock(transaction)
def older_transaction(transaction1, transaction2):
return transaction1.timestamp < transaction2.timestamp
def wound(transaction):
transaction.rollback()
このコードはあくまでも例であり、実際のデータベースシステムで使用されるコードとは異なる場合があります。
transaction
オブジェクトは、トランザクションを表します。resource
オブジェクトは、資源を表します。is_locked_by()
メソッドは、資源がロックされているかどうかを確認します。lock()
メソッドは、資源をロックします。wait()
メソッドは、トランザクションが資源をロックできるようになるまで待機します。timestamp
属性は、トランザクションのタイムスタンプを表します。rollback()
メソッドは、トランザクションをロールバックします。
**このコードは、"Wait-Die"と"Wound-Wait"アルゴリズムの基本的な動作を示しています。
デッドロック防止のためのその他の方法
順序化ロック
すべての資源に番号を割り当て、トランザクションは低い番号から高い番号の順にロックを取得するようにします。これにより、循環待ちが発生するのを防ぎます。
タイムアウト
トランザクションがロックを保持している時間が一定時間を超えたら、そのトランザクションを強制終了します。これにより、デッドロックが長引くのを防ぎます。
リソースの非保持
トランザクションがロックを取得したら、必要な限り短時間でロックを解放するようにします。これにより、他のトランザクションがロックを取得する時間が短くなります。
ロックのネストの禁止
トランザクションがすでにロックを取得している状態で、別のロックを取得することを禁止します。これにより、循環待ちが発生するのを防ぎます。
デッドロック検出と解決
デッドロックが発生した場合、それを検出して解決します。デッドロック検出には、様々な方法があります。代表的な方法として、ロックグラフを用いる方法があります。デッドロック解決には、デッドロックに参加しているトランザクションの一部を強制終了したり、ロックを解放したりする方法があります。
考慮すべき要素は以下の通りです。
- デッドロックが発生する頻度
- デッドロックが発生したときの影響度
- システムのパフォーマンス
- 実装の複雑さ
database deadlock database-deadlocks