日日是Oracle APEX: DB 23cのLock Free Reservationを使ってみる

2023年4月12日水曜日

DB 23cよりLock Free Reservationと呼ばれる機能が追加されました。これは以下の操作を行います。

数値列の操作を加算と減算に限定します。
演算結果を更新する代わりに、差分をジャーナルに保存します。
値が書かれているブロックは変更しないため、ロックを取得しません。値自体は変更されたように見えます。
別のトランザクションが同じ行の同じ列を更新する場合も、ロックを取得せずに差分をジャーナルに保存するので待機が発生しません。
トランザクションのコミット時に差分を適用します。
SAGAが開始していて（DBMS_SAGA.BEGIN_SAGAが呼び出された後）、SAGAのロールバックが発生した（DBMS_SAGA.ROLLBACK_SAGAが呼びされる）場合は、自動的に補償トランザクションが実行されます。

この機能を実装してみて、実際に効果を確認してみます。SAGAの実装は大変なので、それは除きます。また、仕組みの詳細について解説することは、目的としていません。

効果の確認に、Oracle REST Data ServicesのRESTサービスを使います。

最初に表CALL_COUNTERを作成します。

create table call_counter(
id number primary key,
count number
);

あらかじめ１行データを投入します。主キーIDの値は１です。UPDATEを実行するときは、条件として主キーの値を指定する必要があります。

insert into call_counter(id, count) values(1, 0);

Lock Free Reservationを有効にする場合は、以下のようにreservableを指定します。

create table call_counter(
id number primary key,
count number reservable
);

最初に、Lock Free Reservationなしで作業を進めます。以下のコードがGETハンドラの処理になります。

	declare
	l_start_date date;
	l_spent number;
	l_count number;
	begin
	l_start_date := sysdate;
	/*
	* 列countを１つ増やす。
	* 列countがreservableでない場合は、排他ロックがかかるので同じREST APIを呼び出すと
	* ロック待機が発生する。dbms_session.sleepで5秒待つので、最大で５秒の待機が発生する。
	* reservableの場合はロックが取得されないので、待機は発生しない。
	* そのため、REST APIの呼び出しが並行で発生していても処理は大体５秒で終わる。
	*/
	update call_counter set count = count + 1 where id = 1;
	select count into l_count from call_counter where id = 1;
	dbms_session.sleep(5);
	/*
	* 待機も含めた時間を印刷する。
	*/
	l_spent := (sysdate - l_start_date) * 60 * 60 * 24;
	htp.p('count = ' \|\| l_count \|\| ',time spent = ' \|\| l_spent);
	end;

view raw lock-free.sql hosted with ❤ by GitHub

RESTfulサービスのモジュールとしてcall、テンプレートとしてcountを作成し、GETハンドラを作成します。ソース・タイプはPL/SQLを選択します。

テストの準備ができたので、同時にRESTサービスを呼び出してみます。RESTサービスの待機時間を含む処理時間は、5、9、12、16秒と増えていきます。countは52、53、54、55となっています。

列countをreservableに変更します。

alter table call_counter modify (count reservable);

ほとんどのリクエストが５秒で終了します。ロック待機が発生していないことが確認できます。また、逐次処理にはなっていないため、countは全部同じ値（以下では55）です。次にRESTサービスを呼び出すと、countは４が加わり５９になります。

Lock Free Reservationには、このような効果があります。

reservableとなっている列がある表をドロップしようとすると、ORA-55764が発生します。そのため、表をドロップする前に列をnon reservableに変更する必要があります。

SQL> drop table call_counter;

drop table call_counter

ERROR at line 1:

ORA-55764: Cannot DROP or MOVE tables with reservable columns. First run "ALTER

TABLE <table_name> MODIFY (<reservable_column_name> NOT RESERVABLE)" and then

DROP or MOVE the table.

SQL>

以上で、Lock Free Reservationの説明は終了です。

ここまで極端なホットスポットはあまり無いとは思います。とはいえ加算と減算に操作を限定できる数値列、例えばページの訪問数やいいねをクリックした数のようなデータがある場合は、適用を検討する価値はあるでしょう。

完