MVCC

MVCC (Multi-Version-Parallelitätskontrolle) ist eine Technologie, die es mehreren Benutzern ermöglicht, gleichzeitig mit einer Datenbank zu arbeiten, ohne auf den Abschluss anderer Vorgänge warten zu müssen. Anstatt Datensätze direkt zu ändern, erstellt das System neue Versionen davon und ermöglicht so eine parallele Abfrageverarbeitung ohne Sperren. Dieser Ansatz ermöglicht Transaktionen den Zugriff auf Daten in dem Zustand, in dem sie sich zum Zeitpunkt ihres Starts befanden, unabhängig von nachfolgenden Änderungen.

So funktioniert MVCC

Mit MVCC, jede Transaktion arbeitet mit den Daten, wie sie zum Zeitpunkt ihrer Durchführung waren. Wenn ein Benutzer Änderungen vornimmt, überschreibt das System keine vorhandenen Informationen, sondern erstellt stattdessen eine neue Version des Datensatzes. Dadurch wird Folgendes sichergestellt:

Vermeidung von Sperren beim gleichzeitigen Lesen und Schreiben.
Transaktionsisolierung, um gegenseitige Störungen zu verhindern.
Verbesserte Leistung unter hoher Belastung durch die parallele Ausführung von Operationen.

Vorteile von MVCC

Sperrfreies Lesen — Lesetransaktionen blockieren Schreibtransaktionen nicht, wodurch die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit deutlich verbessert wird.

Transaktionsisolierung — Unterstützt verschiedene Isolationsstufen, einschließlich Snapshot-Isolation, Lesen festgeschrieben, und Wiederholbares Lesen.

Reduzierte Latenz – Transaktionen müssen nicht aufeinander warten, wodurch die Ausführungsgeschwindigkeit von Abfragen erhöht wird.

Nachteile von MVCC

Höherer Speicherbedarf – Das Verwalten mehrerer Datensatzversionen erhöht den Speicherplatzbedarf.

Notwendigkeit einer Bereinigung alter Versionen — Eine periodische Müllsammlung Zum Entfernen veralteter Daten ist ein Mechanismus erforderlich.

Komplexität der Implementierung — Die Verwaltung mehrerer Versionen erfordert zusätzliche Logik im DBMS, was Entwicklung und Verwaltung anspruchsvoller macht.

Beispiele für die Verwendung von MVCC

MVCC wird häufig in führenden relationalen und NoSQL-Datenbanken verwendet:

PostgreSQL – Verwendet MVCC, um hohe Leistung und gleichzeitigen Zugriff sicherzustellen.
Oracle — Implementiert die UNDO Mechanismus zum Speichern alter Datensatzversionen.
MySQL (InnoDB) — Unterstützt MVCC durch UNDO-Protokolle.
Microsoft SQL Server (Snapshot-Isolation) – Minimiert den Sperraufwand durch Nutzung der Parallelität mehrerer Versionen.

Abschließende Gedanken

MVCC ist ein wichtiger Mechanismus, der effiziente Datenbankoperationen für mehrere Benutzer ohne Verzögerungen durch Sperren ermöglicht. Trotz der Komplexität der Verwaltung von Datenversionen und der Notwendigkeit einer regelmäßigen Bereinigung macht diese Methode Datenbanken skalierbarer, widerstandsfähiger unter Belastung und benutzerfreundlicher.