Lock-Based Protocols를 이용한 동시성 제어

소개

데이터베이스 시스템에서는 여러 사용자가 동시에 데이터에 접근할 수 있습니다. 이러한 동시성은 효율적인 데이터베이스 운영을 위해 중요하지만, 여러 사용자가 동시에 데이터를 수정할 때 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 Lock-Based Protocols가 사용됩니다.

Lock-Based Protocols란?

Lock-Based Protocols는 동시성 제어를 위한 일종의 메커니즘입니다. 이 프로토콜은 트랜잭션이 데이터에 액세스할 때 다른 트랜잭션이 데이터를 수정하지 못하도록 잠그는 방식으로 작동합니다. 이를 통해 데이터 일관성을 유지하고 동시성 문제를 해결할 수 있습니다.

Lock의 종류

Lock-Based Protocols에서 사용되는 주요 락의 종류에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

1. 공유 락 (Shared Lock)

공유 락은 데이터를 읽기 위한 락으로, 여러 트랜잭션이 동시에 데이터에 읽기 액세스할 수 있습니다. 공유 락은 다른 트랜잭션이 동시에 동일한 데이터를 읽을 수 있도록 허용합니다.

2. 배타적 락 (Exclusive Lock)

배타적 락은 데이터를 수정하기 위한 락으로, 특정 트랜잭션이 데이터를 수정하는 동안 다른 트랜잭션이 해당 데이터에 접근하지 못하도록 합니다. 이는 한 번에 하나의 트랜잭션이 데이터를 수정할 수 있도록 보장합니다.

Lock-Based Protocols의 장단점

Lock-Based Protocols는 동시성 문제를 해결하는 강력한 도구입니다. 하지만 이에는 몇 가지 장단점이 있습니다.

장점

• 데이터 일관성 유지: Lock-Based Protocols를 사용하면 데이터 일관성을 유지할 수 있습니다.
• 동시성 제어: 여러 트랜잭션이 동시에 실행될 때 데이터의 무결성을 보호할 수 있습니다.

단점

• 데드락 발생 가능성: 잘못된 락 사용으로 인해 데드락이 발생할 수 있습니다.
• 성능 저하: 락이 오랫동안 유지될 경우 성능이 저하될 수 있습니다.

Lock-Based Protocols의 종류

Lock-Based Protocols에는 다양한 종류가 있으며, 이에는 2PL (Two-Phase Locking)과 Strict Two-Phase Locking (S2PL) 등이 포함됩니다.

1. 2PL (Two-Phase Locking)

2PL은 트랜잭션이 두 단계의 락을 사용하여 데이터에 접근합니다. 첫 번째 단계에서는 락을 획득하고, 두 번째 단계에서는 락을 해제합니다. 이를 통해 데이터의 무결성을 보장합니다.

2. Strict 2PL (Strict Two-Phase Locking)

Strict 2PL은 2PL의 엄격한 버전으로, 다른 트랜잭션이 베타적 락을 해제하기 전까지는 어떤 락도 획득하지 않습니다. 이를 통해 데드락을 예방하고 데이터 일관성을 잘 유지할 수 있습니다.

3. Rigorous 2PL (Rigorous Two-Phase Locking)

Rigorous 2PL은 Strict 2PL보다 한단계 더 엄격한 버전으로, 다른 트랜잭션이 공유 락과 베타적 락 중에 어떤 락도 갖고 있지 않아야 시작가능하며, 트랜잭션이 모든 락을 획득한 후에만 다른 트랜잭션과 충돌하지 않는 작업을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 데이터 일관성을 보다 엄격하게 유지할 수 있습니다.

결론

Lock-Based Protocols는 데이터베이스 시스템에서 동시성 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다. 적절하게 구현되고 관리되면 데이터 일관성을 유지하고 데드락을 방지할 수 있으며, 이는 안정적이고 효율적인 데이터베이스 운영을 가능케 합니다.