MVCC

MVCC(Multi-Version Concurrency Control)는 읽기와 쓰기가 서로를 차단하지 않는 동시성 제어 기법입니다. 현대 RDBMS의 핵심 기술로, 높은 동시성과 일관성을 동시에 달성합니다.

MVCC의 개념

전통적인 락 방식에서는 누군가 데이터를 수정 중이면 다른 사람은 읽기도 대기해야 합니다. MVCC는 데이터의 여러 버전을 유지하여 이 문제를 해결합니다.

Oracle의 MVCC — Undo Segment와 SCN

Oracle은 Undo Segment와 SCN(System Change Number)으로 MVCC를 구현합니다.

SCN (System Change Number)

Undo Segment를 이용한 버전 관리

Oracle Consistent Read 과정

T1이 SCN 1500에 SELECT A 실행:

1. 현재 블록 확인: A=300, SCN=2000
   → 2000 > 1500 → 이 버전은 너무 최신, 사용 불가

2. Undo 체인 따라감: A=200, SCN=1500
   → 1500 ≤ 1500 → 이 버전 사용 가능!
   → A = 200 반환

T2가 SCN 1200에 SELECT A 실행:

1. 현재 블록: SCN=2000 > 1200 → 불가
2. Undo 1: SCN=1500 > 1200 → 불가
3. Undo 2: SCN=1000 ≤ 1200 → 사용 가능!
   → A = 100 반환

ORA-01555: Snapshot Too Old

MySQL InnoDB의 MVCC

MySQL InnoDB도 MVCC를 사용하지만 구현 방식이 다릅니다. 각 행에 숨겨진 컬럼을 추가하여 버전 체인을 관리합니다.

InnoDB 숨겨진 컬럼

ReadView

ReadView 생성 시점과 격리 수준

READ COMMITTED
  * 매 SELECT마다 새로운 ReadView 생성
  * → 다른 트랜잭션이 커밋하면 그 변경이 바로 보임

REPEATABLE READ
  * 트랜잭션의 첫 번째 SELECT에서만 ReadView 생성
  * → 이후 모든 SELECT가 같은 ReadView 사용
  * → 트랜잭션 동안 일관된 스냅샷 유지

Oracle vs MySQL MVCC 비교

비교	Oracle	MySQL InnoDB
버전 저장	Undo Segment	Undo Log (공유 테이블스페이스)
시점 식별	SCN (전역 번호)	트랜잭션 ID + ReadView
스냅샷 기준 (RC)	쿼리 시작 시점	SELECT마다 새 ReadView
스냅샷 기준 (RR)	N/A (RC가 기본)	트랜잭션 첫 SELECT 시점
기본 격리 수준	READ COMMITTED	REPEATABLE READ
SELECT 잠금	없음 (항상)	없음 (MVCC 읽기)
Undo 고갈	ORA-01555	Undo Log 비대화
쓰기 vs 쓰기	행 잠금 대기	행 잠금 대기

낙관적 잠금 vs 비관적 잠금

MVCC 환경에서 실무적으로 자주 사용되는 두 가지 동시성 제어 패턴입니다.

비관적 잠금 (Pessimistic Locking)

비관적 잠금

-- 재고 차감 시: 먼저 락을 건 후 처리
-- Oracle
SELECT stock FROM products WHERE id = 101 FOR UPDATE;
-- → 해당 행에 X-Lock, 다른 트랜잭션의 UPDATE/DELETE/FOR UPDATE 차단

-- MySQL (타임아웃 설정)
SELECT stock FROM products WHERE id = 101 FOR UPDATE NOWAIT;
-- → 잠금 획득 불가 시 즉시 에러 (대기 안 함)

SELECT stock FROM products WHERE id = 101 
FOR UPDATE SKIP LOCKED;
-- → 잠긴 행은 건너뛰고 잠금 가능한 행만 반환 (큐 패턴)

UPDATE products SET stock = stock - 1 WHERE id = 101;
COMMIT;

낙관적 잠금 (Optimistic Locking)

낙관적 잠금

-- version 컬럼을 이용하는 방식
SELECT id, stock, version FROM products WHERE id = 101;
-- → stock=10, version=3

-- 읽은 version으로 조건부 UPDATE
UPDATE products
SET stock = stock - 1, version = version + 1
WHERE id = 101 AND version = 3;
-- → 다른 트랜잭션이 먼저 수정했으면 version이 달라서 0건 갱신

-- 영향받은 행이 0이면 충돌 발생 → 재시도 또는 에러 처리

낙관적 잠금 — 다른 구현 방법

1. version 컬럼 (가장 일반적):
  WHERE id = ? AND version = ?
  SET version = version + 1

2. 타임스탬프:
  WHERE id = ? AND updated_at = ?
  SET updated_at = NOW()

3. 해시(Oracle):
  WHERE id = ? AND ORA_HASH(col1||col2||col3) = ?

4. 전체 컬럼 비교 (Hibernate default):
  WHERE id = ? AND col1 = ? AND col2 = ? AND col3 = ?

비교	비관적	낙관적
방식	미리 락 획득 (SELECT FOR UPDATE)	커밋 시 충돌 검사 (version)
충돌 시	대기 (블로킹)	재시도 또는 에러
적합 상황	충돌 빈번 (좌석 예약, 재고)	충돌 드문 (프로필 수정)
성능	동시성↓	동시성↑
데드락 위험	있음	없음
DB 잠금	사용	미사용

MVCC와 쓰기 충돌

MVCC와 격리 수준의 관계

MVCC에서의 Phantom Read 방지

MVCC 성능 고려사항

DBMS별 MVCC 구현 종합 비교

MVCC 실무 적용 패턴

긴 트랜잭션 탐지

Oracle
  SELECT s.sid, s.serial#, s.username,
         t.start_time, t.used_ublk
  FROM v$session s, v$transaction t
  WHERE s.taddr = t.addr
  ORDER BY t.start_time;

MySQL
  SELECT trx_id, trx_state, trx_started,
         TIMESTAMPDIFF(SECOND, trx_started, NOW()) duration
  FROM information_schema.innodb_trx
  ORDER BY trx_started;

PostgreSQL
  SELECT pid, usename, state, query_start,
         NOW() - query_start AS duration
  FROM pg_stat_activity
  WHERE state = 'idle in transaction'
  ORDER BY query_start;

정리

개념	핵심 내용
MVCC	다중 버전으로 읽기와 쓰기의 비차단 구현
Oracle	Undo Segment + SCN, Consistent Read
MySQL InnoDB	Undo Log + 트랜잭션 ID + ReadView
PostgreSQL	데이터 파일에 이전 버전 보관 + VACUUM
ReadView	가시성 판단 기준 (활성 트랜잭션 스냅샷)
ORA-01555	Undo 소멸로 인한 스냅샷 복원 실패
비관적 잠금	FOR UPDATE로 미리 잠금, 충돌 빈번 시 적합
낙관적 잠금	version 비교, 충돌 드문 경우 적합

MVCC의 핵심은 쓰기가 읽기를 차단하지 않는다는 것입니다. 덕분에 읽기 위주의 워크로드에서 매우 높은 동시성을 달성할 수 있습니다. 단, 이전 버전을 보관하는 Undo 공간을 적절히 관리하고, 오래 걸리는 조회가 Undo 고갈을 일으키지 않도록 주의해야 합니다.

다음 장에서는 트랜잭션의 지속성을 보장하는 복구와 로깅을 다루겠습니다.

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