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FAQ: 동시성
이 페이지의 내용
- MongoDB는 어떤 유형의 잠금을 사용하나요?
- MongoDB의 잠금은 얼마나 세분화되어 있나요?
인스턴스의 잠금 상태를 확인하려면 어떻게 해야 하나요?- 읽기 또는 쓰기 작업이 잠금을 양보하는 경우가 있나요?
- 일반적인 클라이언트 작업에서는 어떤 잠금을 사용하나요?
- 데이터베이스를 잠그는 관리 명령어는 무엇인가요?
- 컬렉션을 잠그는 관리 명령어는 무엇인가요?
- MongoDB 작업이 하나 이상의 데이터베이스를 잠그는 경우가 있나요?
- 샤딩은 동시성에 어떤 영향을 미치나요?
- 동시성은 복제본 세트 프라이머리에 어떤 영향을 주나요?
- 동시성은 세컨더리에 어떤 영향을 미치나요?
- MongoDB가 ACID 트랜잭션을 지원합니까?
- MongoDB는 어떤 격리 보장을 제공하나요?
- 잠금 없는 읽기 작업이란 무엇인가요?
MongoDB를 사용하면 여러 클라이언트가 동일한 데이터를 읽고 쓸 수 있습니다. 일관성을 보장하기 위해 MongoDB는 잠금 및 동시성 제어를 사용하여 클라이언트가 동일한 데이터를 동시에 수정하지 못하도록 합니다. 단일 문서에 대한 쓰기는 전체 또는 전혀 발생하지 않으며 클라이언트는 항상 일관된 데이터를 볼 수 있습니다.
MongoDB는 어떤 유형의 잠금을 사용하나요?
MongoDB는 다중 단위 잠금 [1]을 사용하여 전역, 데이터베이스 또는 컬렉션 수준에서 작업을 잠글 수 있으며, 개별 스토리지 엔진이 컬렉션 수준 (예: WiredTiger에서의 문서 수준) 이하에서 자체 동시성 제어를 구현할 수 있습니다.
MongoDB는 읽기-쓰기 잠금 (reader-writer locks)을 사용하여 동시에 여러 읽기 작업자가 데이터베이스나 컬렉션과 같은 자원에 대한 공유 접근을 할 수 있도록 허용합니다.
읽기 작업을 위한 공유 (S) 잠금 모드와 쓰기 작업을 위한 배타 (X) 잠금 모드 외에도, 의도 공유 (IS) 및 의도 배타 (IX) 모드는 더 세분화된 잠금을 사용하여 리소스를 읽거나 쓰려는 의도를 나타냅니다. 특정 세부 수준에서 잠금을 설정하는 경우, 모든 상위 수준은 의도 잠금을 사용하여 잠깁니다.
예를 들어, 쓰기 위해 컬렉션을 잠그는 경우 (X 모드 사용) 해당 데이터베이스 잠금과 전역 잠금을 모두 의도 배타 (IX) 모드로 잠가야 합니다. 단일 데이터베이스를 IS 및 IX 모드에서 동시에 잠글 수 있지만 배타 (X) 잠금은 다른 모드와 함께 사용할 수 없으며 공유 (S) 잠금은 의도 공유 (IS) 잠금과만 함께 사용할 수 있습니다.
읽기와 쓰기에 대한 잠금 요청은 순서대로 대기열에 배치되는 공정한 잠금 방식입니다. 그러나 처리량을 최적화하기 위해 하나의 잠금 요청이 허용되면 호환되는 다른 모든 잠금 요청이 동시에 허용되므로 충돌하는 잠금 요청이 수행되기 전에 잠금이 해제될 수 있습니다. 예를 들어, X 잠금이 방금 해제되었고 충돌 대기열에 다음과 같은 잠금이 포함된 상황을 고려해 보세요.
IS → IS → X → X → S → IS
엄격한 선입선출 (FIFO) 순서에서는 처음 두 개의 IS 모드만 허용됩니다. 대신 MongoDB는 실제로 모든 IS 및 S 모드를 허용하고, 그것들이 모두 처리되면 그 사이에 새로운 IS 또는 S 요청이 대기열에 추가되었더라도 X를 승인합니다. 승인이 항상 대기열의 다른 요청을 앞으로 이동시키므로, 요청이 고갈될 수 없습니다.
db.serverStatus() 및 db.currentOp() 출력에서 잠금 모드는 다음과 같이 표시됩니다.
잠금 모드 | 설명 |
|---|---|
R | 공유(S) 잠금을 나타냅니다. |
W | 독점(X) 잠금을 나타냅니다. |
r | 인텐트 공유(IS) 잠금을 나타냅니다. |
w | 인텐트 독점(IX) 잠금을 나타냅니다. |
| [1] | 다중 세분성 잠금 에 대한 Wikipedia 페이지를 참조하세요. 을(를) 참조하세요. |
MongoDB의 잠금은 얼마나 세분화되어 있나요?
대부분의 읽기 및 쓰기 작업에서 WiredTiger는 낙관적인 동시성 제어를 사용합니다. WiredTiger는 글로벌, 데이터베이스, 컬렉션 수준에서 의도락(intent lock)만 사용합니다. 스토리지 엔진이 두 작업 간의 충돌을 감지하면, 한 작업이 쓰기 충돌이 발생하여 MongoDB가 해당 작업을 투명하게 재시도하게 됩니다.
일부 글로벌 작업은 일반적으로 여러 데이터베이스를 다루는 수명이 짧은 작업이며, 여전히 전역 "인스턴트 전체에 대한" 잠금이 필요합니다. 예를 들어 collMod와 같은 다른 일부 작업은 여전히 배타적인 데이터베이스 락을 필요합니다.
mongod 인스턴스의 잠금 상태를 확인하려면 어떻게 해야 하나요?
잠금에 대한 잠금 활용 정보를 보고하려면 다음 방법 중 하나를 사용하세요.
mongostat, 및/또는MongoDB Cloud Manager 또는 Ops Manager, MongoDB Enterprise Advanced에서 사용할 수 있는 온프레미스 솔루션
구체적으로 설명하자면, serverStatus의 출력에 있는 locks 문서, 또는 current operation reporting의 locks 필드는 mongod 인스턴스의 잠금 유형과 잠금 경합의 양에 대한 인사이트를 제공합니다.
db.serverStatus() 및 db.currentOp() 출력에서 잠금 모드는 다음과 같이 표시됩니다.
잠금 모드 | 설명 |
|---|---|
R | 공유(S) 잠금을 나타냅니다. |
W | 독점(X) 잠금을 나타냅니다. |
r | 인텐트 공유(IS) 잠금을 나타냅니다. |
w | 인텐트 독점(IX) 잠금을 나타냅니다. |
작업을 종료하려면 db.killOp()를 사용하세요.
읽기 또는 쓰기 작업이 잠금을 양보하는 경우가 있나요?
읽기 및 쓰기 작업으로 인해 잠금이 발생하는 경우도 있습니다.
쿼리, 업데이트, 삭제와 같이 실행 시간이 오래 걸리는 읽기 및 쓰기 작업은 여러 상황에서 잠금을 발생시킵니다. 또한 MongoDB 작업은 여러 문서에 영향을 미치는 쓰기 작업에서 개별 문서 수정 간에 잠금을 발생시킬 수 있습니다.
WiredTiger와 같이 문서 수준의 동시성 제어를 지원하는 스토리지 엔진의 경우, 전역 수준인 데이터베이스 및 컬렉션 수준에서 유지되는 의도 잠금이 다른 읽기 및 쓰기 권한을 차단하지 않으므로 스토리지에 액세스할 때 잠금을 발생시킬 필요가 없습니다. 그러나 다음과 같은 이유로 인해 작업이 주기적으로 잠금을 발생시킵니다.
긴 지속 스토리지 트랜잭션을 피하기 위해, 이는 대량의 데이터를 메모리에 보유해야 할 수도 있기 때문입니다.
실행 시간이 오래 걸리는 작업을 종료할 수 있도록 중단 지점 역할을 하기 위해
인덱스/컬렉션 삭제 및 생성 등과 같이 컬렉션에 대한 독점 액세스가 필요한 작업을 허용하기 위해
일반적인 클라이언트 작업에서는 어떤 잠금을 사용하나요?
다음 표에는 문서 수준의 잠금 스토리지 엔진에 사용되는 몇 가지 작업과 잠금 유형이 나열되어 있습니다.
작업 | 데이터베이스 | 컬렉션 |
|---|---|---|
쿼리 발행 | r (의도 공유) | r (의도 공유) |
데이터 삽입 | w (의도 배타) | w (의도 배타) |
데이터 제거 | w (의도 배타) | w (의도 배타) |
데이터 업데이트 | w (의도 배타) | w (의도 배타) |
집계 수행 | r (의도 공유) | r (의도 공유) |
인덱스 만들기(포그라운드) | W (배타) | |
인덱스 만들기(백그라운드) | w (의도 배타) | w (의도 배타) |
컬렉션 나열 |
버전 4.0에서 변경됨. | |
맵 축소 | W(배타) 및 R(공유) | w(의도 배타) 및 r(의도 공유) |
데이터베이스를 잠그는 관리 명령어는 무엇인가요?
일부 관리 명령은 오랫동안 데이터베이스를 배타적으로 잠글 수 있습니다. 대규모 데이터베이스 배포서버의 경우 클라이언트가 영향을 받지 않도록 mongod 인스턴스를 오프라인으로 전환할 수도 있습니다. 예를 들어 mongod가 복제본 세트의 일부인 경우 mongod를 오프라인으로 전환하여 유지 관리가 수행되는 동안 복제본 세트의 다른 노드가 요청을 처리할 수 있도록 합니다.
장기간 잠금을 사용하는 관리 명령
다음과 같은 관리 작업에는 데이터베이스 수준에서 오랫동안 배타 락이 필요합니다.
또한 renameCollection 명령과 해당 db.collection.renameCollection() 셸 메서드는 MongoDB 버전에 따라 다음과 같은 잠금을 사용합니다.
명령 | MongoDB 4.2.2 이상 버전 | MongoDB 4.2.0 - 4.2.1 | MongoDB 4.0.X 및 이전 버전 |
|---|---|---|---|
renameCollection 데이터베이스 명령 | 동일한 데이터베이스 내에서 컬렉션 이름을 변경하는 경우 대상 네임스페이스가 소스 컬렉션과 다른 데이터베이스에 있는 경우 | 동일한 데이터베이스 내에서 컬렉션 이름을 변경하는 경우 대상 네임스페이스가 소스 컬렉션과 다른 데이터베이스에 있는 경우 | MongoDB 4.2 이전 버전에서는 renameCollection 명령이 동일한 데이터베이스 내에서 이름을 변경할 때 데이터베이스에 독점(W) 잠금을 사용합니다. |
renameCollection() 셸 헬퍼 메서드 | 동일한 데이터베이스 내에서 컬렉션 이름을 변경하는 경우 renameCollection() 메서드는 소스 및 대상 컬렉션에서 독점(W) 잠금을 사용합니다. | (MongoDB 4.2.2 이상 버전과 동일한 동작) | MongoDB 4.2 이전 버전에서는 renameCollection() 메서드가 동일한 데이터베이스 내에서 이름을 변경할 때 데이터베이스에서 독점(W) 잠금을 사용합니다. |
일시적 잠금을 사용하는 관리 명령
다음과 같은 관리 작업은 데이터베이스를 잠그지만 매우 짧은 시간 동안만 락을 유지합니다.
authenticate명령 및 해당db.auth()셸 메서드createUser명령 및 해당db.createUser()셸 메서드
컬렉션을 잠그는 관리 명령어는 무엇인가요?
버전 4.2에서 변경되었습니다.
다음과 같은 관리 작업에는 컬렉션 수준에서 배타적 잠금이 필요합니다.
create명령 및 해당db.createCollection()및db.createView()셸 메서드createIndexes명령 및 해당db.collection.createIndex()및db.collection.createIndexes()셸 메서드drop명령 및 해당db.collection.drop()셸 메서드dropIndexes명령 및 해당db.collection.dropIndex()및db.collection.dropIndexes()셸 메서드renameCollection명령 및 해당db.collection.renameCollection()셸 메서드는 버전에 따라 다음과 같은 잠금을 사용합니다.renameCollection및db.collection.renameCollection()의 경우: 동일한 데이터베이스 내에서 컬렉션 이름을 변경하는 경우 이 작업은 소스 및 대상 컬렉션에서 독점(W) 잠금을 사용합니다. MongoDB 4.2 이전 버전에서는 동일한 데이터베이스 내에서 이름을 바꿀 때 이 작업이 데이터베이스에서 독점(W) 잠금을 사용합니다.renameCollection에만 해당: 대상 네임스페이스가 소스 컬렉션과 다른 데이터베이스에 있는 경우 잠금 동작은 버전에 따라 다릅니다.MongoDB 4.2.2 이상 데이터베이스에서 컬렉션 이름을 바꿀 때 대상 데이터베이스에 독점(W) 잠금을 설정하고 작업이 완료될 때까지 해당 데이터베이스에 대한 다른 작업을 차단합니다.
MongoDB 4.2.1 및 이전 버전 전체 데이터베이스에서 컬렉션 이름을 바꿀 때 전역으로 독점(W) 잠금을 사용하며 작업이 완료될 때까지 다른 작업을 차단합니다.
reIndex명령 및 해당db.collection.reIndex()셸 메서드는 버전에 따라 다음과 같은 잠금을 사용합니다.MongoDB 4.2.2 이상 버전의 경우, 컬렉션에서 배타(W) 락을 사용하고 작업이 완료될 때까지 해당 컬렉션에 대한 다른 작업을 차단합니다.
MongoDB 4.0.0부터 4.2.1까지의 경우 이러한 작업은 글로벌 배타(W) 락을 취하고 완료될 때까지 다른 작업을 차단합니다.
replSetResizeOplog명령은 버전에 따라 다음과 같은 잠금을 취합니다.MongoDB 4.2.2 이에서 이 작업은
oplog컬렉션에 대해 배타적(W) 잠금을 취하고 완료될 때까지 컬렉션에 대한 다른 작업을 차단합니다.MongoDB 4.2.1 이전의 경우 이 작업은 글로벌 배타적(W) 잠금을 취하고 완료될 때까지 다른 작업을 차단합니다.
MongoDB 4.2 이전에는 이러한 작업이 데이터베이스에 배타 락을 걸어 작업이 완료될 때까지 데이터베이스 및 해당 컬렉션에 대한 모든 작업을 차단했습니다.
MongoDB 작업이 하나 이상의 데이터베이스를 잠그는 경우가 있나요?
이러한 MongoDB 작업은 둘 이상의 데이터베이스에 대한 잠금을 획득하여 유지할 수 있습니다.
작업 | 행동 |
|---|---|
버전 4.2에서 변경되었습니다. MongoDB 4.0.0부터 4.2.1까지의 경우 이러한 작업은 글로벌 배타(W) 락을 취하고 완료될 때까지 다른 작업을 차단합니다. MongoDB 4.2.2부터 이러한 작업은 글로벌 배타 락 대신 배타적 (W) 컬렉션 락만 획득합니다. MongoDB 4.0 이전에는 이러한 작업이 배타적 (W) 데이터베이스 잠금을 획득했습니다. | |
버전 4.2에서 변경되었습니다. MongoDB 4.2.1 이전의 경우 이 작업은 데이터베이스 간의 컬렉션 이름을 바꿀 때 글로벌 배타적 (W) 잠금을 획득하고 완료될 때까지 다른 작업을 차단합니다. MongoDB 4.2.2부터 이 작업은 글로벌 배타 락 대신 대상 데이터베이스에 대한 배타 (W) 락, 소스 데이터베이스에 대한 의도 공유 (r) 락, 소스 컬렉션에 대한 공유 (S) 락만 획득합니다. | |
버전 4.2에서 변경되었습니다. MongoDB 4.2.1 이전의 경우 이 작업은 전역 배타적(W) 잠금을 획득하고 완료될 때까지 다른 작업을 차단합니다. MongoDB 4.2.2부터 이 작업은 글로벌 배타 락 대신 |
샤딩은 동시성에 어떤 영향을 미치나요?
샤딩은 컬렉션을 여러 개의 mongod 인스턴스에 분산하여 샤드 서버(특히, mongos 프로세스)가 다운스트림 mongod 인스턴스와 동시에 실행되도록 함으로써 동시성을 향상시킵니다.
샤드 클러스터에서는 잠금이 전체 클러스터가 아닌 각 개별 샤드에 적용됩니다. 즉, 각 mongod 인스턴스는 샤드 클러스터의 다른 인스턴스와 독립적이며 자체 잠금 을 사용합니다. 하나의 mongod 인스턴스에 대한 작업은 다른 인스턴스에 대한 작업을 차단하지 않습니다.
동시성은 복제본 세트 프라이머리에 어떤 영향을 주나요?
복제본 세트를 사용하면, MongoDB가 프라이머의 컬렉션에 쓰면 local 데이터베이스에 있는 특수 컬렉션인 프라이머의 oplog에도 쓰게 됩니다. 따라서 MongoDB는 컬렉션의 데이터베이스와 local 데이터베이스를 모두 잠가야 합니다. mongod는 두 데이터베이스를 동시에 잠가야 데이터베이스를 일관되게 유지하고 복제 시에도 쓰기 작업이 전부 아니면 전무 작업이 되도록 보장합니다.
동시성은 세컨더리에 어떤 영향을 미치나요?
복제 시 MongoDB는 세컨더리에 연속적으로 쓰기를 적용하지 않습니다. 세컨더리는 oplog 항목을 일괄적으로 수집한 다음 일괄적으로 병렬 적용합니다. 쓰기는 oplog에 표시되는 순서대로 적용됩니다.
MongoDB 4.0부터는 세컨더리가 복제 중인 경우 데이터의 WiredTiger 스냅샷에서 읽는 대상 세컨더리를 읽습니다. 이렇게 하면 읽기가 복제와 동시에 수행될 수 있으며 데이터의 일관된 보기가 보장됩니다. MongoDB 4.0 이전에는 진행 중인 복제가 완료될 때까지 세컨더리에서의 읽기 작업이 차단되었습니다. 자세한 내용은 멀티스레드 복제를 참조하세요.
MongoDB가 ACID 트랜잭션을 지원합니까?
단일 문서에는 관계형 스키마에서 별도의 상위-하위 테이블에 걸쳐 모델링되는 관련 데이터가 포함될 수 있기 때문에, MongoDB의 원자적 단일 문서 작업은 이미 대다수 애플리케이션의 데이터 무결성 요구 사항을 충족하는 트랜잭션 시맨틱을 제공하고 있습니다. 배열의 여러 하위 문서 및 요소에 대한 업데이트를 포함하여 하나 이상의 필드를 단일 작업으로 작성할 수 있습니다. MongoDB는 문서가 업데이트될 때 완전한 격리를 보장합니다. 오류가 발생하면 작업이 롤백되어 클라이언트가 일관된 문서 보기를 받을 수 있습니다.
여러 문서(단일 또는 여러 컬렉션)에 대한 읽기 및 쓰기의 원자성이 필요한 상황의 경우, 복제본 세트 및 샤드 클러스터에서의 트랜잭션을 포함한 분산 트랜잭션을 지원합니다.
자세한 내용은 트랜잭션을 참조하세요.
중요
대부분의 경우 분산 트랜잭션은 단일 문서 쓰기에 비해 더 큰 성능 비용이 발생하므로 분산 트랜잭션의 가용성이 효과적인 스키마 설계를 대체할 수는 없습니다. 대부분의 시나리오에서 비정규화된 데이터 모델 (내장된 문서 및 배열) 은 계속해서 데이터 및 사용 사례에 최적일 것입니다. 즉, 대부분의 시나리오에서 데이터를 적절하게 모델링하면 분산 트랜잭션의 필요성이 최소화됩니다.
추가 트랜잭션 사용 고려 사항(예: 런타임 제한 및 oplog 크기 제한)은 프로덕션 고려사항을 참조하세요.
MongoDB는 어떤 격리 보장을 제공하나요?
읽기 고려에 따라 클라이언트는 쓰기가 지속형이 되기 전에 쓰기 결과를 확인할 수 있습니다. 읽은 데이터를 롤백할지 여부를 제어하기 위해 클라이언트는 readConcern 옵션을 사용할 수 있습니다.
잠금 없는 읽기 작업이란 무엇인가요?
버전 5.0에 추가.
잠금 없는 읽기 작업은 즉시 실행되며, 다른 작업에 컬렉션에 대한 배타적 (X) 쓰기 잠금(write lock)이 있는 경우에도 차단되지 않습니다.
MongoDB 5.0부터 다른 작업이 컬렉션에 대해 배타적(X) 쓰기 잠금을 보유하는 경우 다음 읽기 작업이 차단되지 않습니다.
컬렉션에 쓸 때 mapReduce와 aggregate는 인텐트 배타적(IX) 잠금을 유지합니다. 따라서 컬렉션에 배타적 X 잠금이 이미 있는 경우 mapReduce 및 aggregate 쓰기 작업이 차단됩니다.
자세한 내용은 다음을 참조하세요.