Multiversion Concurrency Control

Multiversion concurrency control (MCC, MVCC, multi-generational concurrency control) ist ein Verfahren aus der Datenbanktechnik, das dazu dient, konkurrierende Zugriffe auf eine Datenbank möglichst effizient auszuführen, ohne zu blockieren oder die Konsistenz der Datenbank zu gefährden.

Dabei wird sichergestellt, dass eine Transaktion nie auf Datenbankobjekte warten muss. Zu diesem Zweck werden intern verschiedene Versionen eines Objektes gehalten, die z.B. durch Zeitstempel oder fortlaufend erhöhte Transaktions-Nummern voneinander unterschieden werden. Jede Objektversion hat dann einen Zeitstempel vom Zeitpunkt ihres Schreibens durch eine beliebige Transaktion T_bel, auf diese Weise kann Transaktion T_i die jeweils aktuelle Version des Objektes lesen, deren Zeitstempel kleiner ist als TS(T_i), d.h., die von der Transaktion

$\text{T}_\text{j}\text{ mit }j=\underset{\forall\,\text{bel}}{\text{maxarg}}\left\{ \text{TS}\left(T_\text{bel}\right) : \text{TS}\left(T_\text{bel}\right) < \text{TS}\left(T_i\right) \right\}$

geschrieben wurde.

Jedes Objekt P besitzt ebenso einen Lese-Zeitstempel RTS(P) (read timestamp), der den Startzeitstempel TS(T_neu) derjenigen Transaktion T_neu angibt, die P zuletzt gelesen hat. Wenn T_i dieses Objekt P ändert und TS(T_i) < RTS(P)=TS(T_neu) gilt, dann wird die Transaktion T_i abgebrochen und neu gestartet. Andernfalls erstellt T_i eine neue Version von P und setzt den Lese-/Schreib-Zeitstempel von P auf TS(T_i).

Der Nachteil dieses Systems sind die Kosten, um viele verschiedene Versionen eines Objekts in der Datenbank zu halten. Auf der anderen Seite werden lesende Zugriffe nie blockiert, was sehr wichtig bei ausgelasteten Datenbanken sein kann, in denen sehr häufig nur gelesen wird.

Viele der heute erhältlichen Datenbanksysteme implementieren diese Technik:

• Berkeley DB ^[1]
• CouchDB ^[2]
• Firebird (Datenbank) ^[3]
• FLAIM
• GraphDB (sones) ^[4]
• H2 Database Engine (experimentell ab Version 1.0.57 (25. August 2007)) ^[5]
• InterBase (all versions) ^[6]
• Microsoft SQL Server (ab SQL Server 2005, allerdings verwenden ältere Versionen u.a row-level-locking)
• MySQL wenn man die InnoDB ^[7] oder Falcon ^[8] storage engine verwendet.
• ObjectStore (nur im Lesemodus)^[9]
• Oracle ^[10]
• PostgreSQL ^[11] und PostgreSQL Derivate wie Netezza
• ThinkSQL
• Zope Object Database

Siehe auch

Zeitstempelverfahren

Einzelnachweise

1. ↑ Berkeley DB Reference Guide: Degrees of Isolation
2. ↑ CouchDB: The Definitive Guide - Eventual Consistency
3. ↑ White paper by Roman Rokytskyy Firebird and Multi Version Concurrency Control
4. ↑ http://developers.sones.de/wiki/doku.php
5. ↑ Multi-Version Concurrency Control in the H2 Database Engine
6. ↑ Bill Todd: InterBase: What Sets It Apart. 2000, abgerufen am 4 May. 
7. ↑ MySQL 5.1 Reference Manual, Section 14.2.12: Implementation of Multi-Versioning
8. ↑ MySQL 5.1 Reference Manual, Section 14.6.1: Falcon Features
9. ↑ ObjectStore Advanced C++ User's Guide, chapter two
10. ↑ Oracle® Database Concepts, Chapter 13 Data Concurrency and Consistency [1] Multiversion Concurrency Control
11. ↑ PostgreSQL 8.3 Documentation, Chapter 12: Concurrency Control