先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「PostgreSQLにはMVCCっていう仕組みがあると聞いたんですが、ロックとどう関係しているんですか？」

先生

「MVCCは、ロックをなるべく使わずに、たくさんの人が同時に使えるようにする工夫です。」

生徒

「ロックを使わないなら、データはどうやって守っているんですか？」

先生

「昔のデータを残しながら、新しいデータを見る仕組みを作っているんです。写真アルバムを想像するとわかりやすいですよ。」

1. SQLとは何か？

SQLは、データベースという「情報をきれいに整理して保存する箱」に命令を出すための言葉です。データベースは、紙の名簿や表をパソコンの中に保存したようなものです。

PostgreSQLは、そのSQLを使って操作できるデータベースで、多くの人が同時に使っても壊れにくい特徴があります。その中心となる考え方が、MVCCとロックです。

2. 同時実行制御とは？

同時実行制御とは、複数の人が同じデータベースを同時に使っても、データが壊れないようにする仕組みです。

例えば、同じ名簿を何人もが同時に開いて、ある人は読むだけ、ある人は書き直す、という状況を考えてみてください。何もルールがないと、内容が混ざってしまいます。

PostgreSQLでは、この問題をMVCCとロックの組み合わせで解決しています。

3. MVCCとは何か？

MVCCは、「マルチバージョン同時実行制御」という仕組みです。少し難しい言葉ですが、意味はとてもシンプルです。

「同じデータでも、複数のバージョンを持っておき、人それぞれが自分に合ったバージョンを見る」という考え方です。

写真アルバムで例えると、昔の写真も残しつつ、新しい写真を追加していくイメージです。誰かが新しい写真を追加していても、他の人は古い写真を安心して見ることができます。

4. MVCCがあると何がうれしいのか

MVCCがあるおかげで、PostgreSQLでは「読む人」と「書く人」がぶつかりにくくなっています。

読み取りは基本的にロックをかけずに行われます。そのため、誰かがデータを更新していても、他の人は止まらずにデータを見ることができます。

これが、PostgreSQLが「止まりにくいデータベース」と言われる理由です。

5. MVCCとロックの関係

MVCCがあるからといって、ロックが完全になくなるわけではありません。 PostgreSQLでは、役割を分けて使っています。

読み取りはMVCCで守り、書き込み同士がぶつからないようにするためにロックを使います。つまり、MVCCは読み取りを助け、ロックは書き込みの安全を守る存在です。

6. データを読むときの動き

SELECT文でデータを読むとき、 PostgreSQLは「その人に見えてよいバージョンのデータ」を選びます。


id | name       | age | email
---+------------+-----+-------------------
1  | 山田太郎   | 25  | taro@example.com
2  | 佐藤花子   | 19  | hanako@example.com
3  | 鈴木一郎   | 30  | ichiro@example.com
4  | 高橋次郎   | 22  | jiro@example.com


SELECT *
FROM users
WHERE age >= 20;


id | name       | age | email
---+------------+-----+-------------------
1  | 山田太郎   | 25  | taro@example.com
3  | 鈴木一郎   | 30  | ichiro@example.com
4  | 高橋次郎   | 22  | jiro@example.com

このとき、誰かが別の場所で更新していても、 SELECTは止まらずに実行できます。

7. データを更新するときの動き

UPDATEでは、古い行を直接書き換えるのではなく、新しい行を追加します。これがMVCCの大きな特徴です。


UPDATE users
SET age = 26
WHERE id = 1;


id | name       | age | email
---+------------+-----+-------------------
1  | 山田太郎   | 26  | taro@example.com
2  | 佐藤花子   | 19  | hanako@example.com
3  | 鈴木一郎   | 30  | ichiro@example.com
4  | 高橋次郎   | 22  | jiro@example.com

このとき、更新対象の行にはロックがかかります。これは、同時に同じ行を変更されないようにするためです。

8. DELETEとMVCC

DELETEも、実際にはすぐに消えるわけではありません。「消された」という印を付けるだけです。


DELETE FROM users
WHERE id = 2;


id | name       | age | email
---+------------+-----+-------------------
1  | 山田太郎   | 26  | taro@example.com
3  | 鈴木一郎   | 30  | ichiro@example.com
4  | 高橋次郎   | 22  | jiro@example.com

古いデータは、必要がなくなったタイミングで整理されます。これもMVCCによる安全な仕組みです。