この記事は「データベーススペシャリスト資格に興味はあるが、どのようなものか？どう学ぶのか？」という方向けに、具体的な内容と私自身の挑戦ログをお伝えする。学び中の方や、これから学ぼうとされる方の参考になれば幸いだ。今回は知識およびSQL（確認ドリル）について書く。（SQLはGoogle Big Queryに準拠）
知識（同時実行制御）
独立性と同時実行制御の必要性（おさらい）
- トランザクションの一貫性・独立性の重要性を示す例として、同時更新が挙げられる。
- たとえば口座残高が50,000円のとき、100,000円の入金トランザクションと、20,000円の出金トランザクションを同時に動かすとする。
- ここで同時実行制御がされていないと、入金トランザクションが150,000円と更新したあと、出金トランザクション側が30,000円と上書き更新してしまうロストアップデートが起きてしまう。
同時実行制御の方法
- それでは、ロストアップデートを防ぐにはどうするか。最もシンプルなのは、入金トランザクションが更新を終えたあとに、出金トランザクションを動かすこと。
- そのために、入金トランザクションの処理中はロックをかけて、他の作業を排除する（排他制御）を行う。
- しかし、このように一つ一つのトランザクションを順に動かす方法（シリアライズ：直列化）はパフォーマンスが悪い。
- つまり、安全性とパフォーマンスはトレードオフである。
ロックの種類
- 占有ロックは、更新や書き込み時にかける。占有ロックされている資源には、いかなるロックも重ねてかけることはできない。
- 共有ロックは、参照する時にかける。共有ロックの重ね掛けはできるが、占有ロックをかけることはできない。（参照中に更新されると困るから）
ロックの粒度
- 行ロックや表ロックなどがある。ロック範囲は目的に応じて使い分ける。
- たとえば”社員”表において、№2 タロウさんの住所を書き換えたいとき。更新だからと言って表全体に占有ロックをかけると、他の情報が一切参照できなくなってしまう。
- よってこのときは、№2 タロウさんの行のみ占有ロックを書けるのが効率的。
２相ロック
- 複数の資源を更新する場合に、必要な資源をすべてロックしてから更新をおこなうこと。
- たとえばx,y,zの3の資源を更新するとき、lock(x),lock(y),lock(z)とロックすることを第１相（成長フェーズ）と呼ぶ。
- unlock(x),unlock(y),unlock(z)と、トランザクション終了時にまとめてロックを開放すること第２相（縮退フェーズ）と呼ぶ。
- なお、資源xの更新だけが終わったとしても、２相ロックの場合はxの開放は行わない。
- このように必要な資源を完全に囲い込むことで、他に迷惑はかけるが、整合性を取って目論見通りやりやすくなる。
デッドロック
- 他のトランザクションの資源開放待ちを互いに行うことによって、トランザクションがこう着状態に陥ること。
- 一つの資源更新が終わるたびに開放、という方法だと起こらない。しかし、２相ロックのときは起きる。
- たとえば、トランザクション1が資源aを扱い、資源bのロック開放待ち。トランザクション2が資源bを扱い、資源cのロック開放待ち。トランザクション3が資源cを扱い、資源aのロック開放待ち…とループする場合。
- 解決するには、いずれかのトランザクションを強制停止し、再実行すればよい。
- しかし、そもそも発生しないのが望ましい。理屈的には、資源のロック順を合わせれば良い。（ただし、人間のやることなので、現実的には完璧は難しいが）
- つまり上記例なら、トランザクション3を資源a処理後、資源cを扱う流れ（a→b→c）に沿えば良い。
その他のデッドロックを防ぐ工夫
- なお、ロックをかけずに、不整合の発生を防ぐ仕組みとして、時刻印アルゴリズムや楽観アルゴリズムがある。
- デメリットとして、高負荷だとどのトランザクションも終わらなくなるリスクがある。ただ、午前2試験で知識を問われる可能性がある。
- 考え方は、「先行のトランザクションが、これからアクセスしようとしている資源に、後続のトランザクションが先回してアクセスした場合、先行のトランザクションをロールバックして再実行させる。」ということ。
- つまり、自分が処理している間に横やりを出されたら、潔く最初からやり直す方法。
9月22日復習時追記
- ロック、２相ロック、デッドロックは、午前2では数問出題。TACテキストおよび過去5年分解いており、対策済。
- 午後については「同時実行制御、デッドロック」として過去問ベースで確認しており、対策済。
問題088（SQL確認ドリル）
問題文
- web_logテーブルに、何日の固有な年月日が記録されているかを調べてください。
- なお、同一年月日における別日時は、一つとしてカウントします。
- 結果テーブルのカラム名を「unique_days」とします。
count(distinct 列名),format_datetimeのおさらい
- count(distinct 列名)は指定した列のユニークな値の数を取得できる。
- format_datetimeは引数に指定したパラメータで日付を置き換える。今回は年月日なので”%F”を用いる。
- 具体的には以下のとおり。
考察
- データベーススペシャリスト資格について。今回は知識（同時実行制御）の復習を行い、処理の一貫性を保つための資源ロック等を学習した。また、SQLの確認ドリル（web_logテーブルにおける固有な年月日の数の調査）を解いた。
- 考察。子どもの「なぜ？どうして？」には、真摯に答えるようにしている。疑問や好奇心は知的活動の始まりとして重要だと思うからだ。また、自らの思い込みを押し付けないよう、他の意見（辞書の定義や妻の意見など）も取り入れ、わかりやすく伝えようとする努力は、自分の頭のトレーニングにもなる。
考察のシンプル化と英訳（練習中）
- children’s “why” is good brain training for children and me.
- (子どもの「なぜ」は、子どもにとっても私にとっても良い脳トレです)
参考資料
- 集中演習 SQL入門/木田和廣/株式会社インプレス
- 2022年度版 ALL IN ONE パーフェクトマスター データベーススペシャリスト/TAC
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