Db2 ロック機構の内部構造を徹底解説：Lock Avoidance、Lock Escalation、Skip Locked まで

はじめに

この記事では、IBM Db2のロック機構の内部実装を深掘りします。

シリーズ最終回です。Db2はSQL Serverと同じくロックエスカレーションを持ちますが、Lock Avoidanceという独自の最適化で実際のロック取得を大幅に削減しています。Db2 11.5を中心に解説します。

Lock Avoidance

MVCCの記事でも触れましたが、Db2の最も特徴的なロック機能です。

仕組み

コミット済みであることが明らかな行に対して、ロックの取得自体をスキップします。

通常のロック:
  1. 行を読む
  2. ロックを取得
  3. 処理
  4. ロックを解放

Lock Avoidance:
  1. 行のログ情報を確認
  2. コミット済み？ → YES → ロック不要、そのまま読む
                   → NO  → ロックを取得

-- Lock Avoidanceの効果を確認
db2 get snapshot for database on mydb | grep -i "lock avoidance"

Lock Avoidance                     = 98.5%

ほとんどの行はコミット済みなので、実際にロックが必要になるケースは少数です。

ロックの粒度

Db2もSQL Serverと同じく複数の粒度を持ちます：

SQL ServerのようなPage粒度はありません。

ロックエスカレーション

Db2もSQL Serverと同じくロックエスカレーションがあります。

閾値

-- ロックエスカレーションの閾値
db2 get db cfg for mydb | grep -i lock

 Max storage for lock list (4KB)     (LOCKLIST) = 4096
 Percent of lock list before escalation (MAXLOCKS) = 22

• LOCKLIST：ロックリスト全体のメモリサイズ
• MAXLOCKS：1つの接続がLOCKLISTの何%を使ったらエスカレーション

SQL Serverとの違い

-- テーブルのロック粒度を変更
ALTER TABLE employees LOCKSIZE ROW;    -- 行ロック（デフォルト）
ALTER TABLE employees LOCKSIZE TABLE;  -- テーブルロック（エスカレーション不要）

ロックモード

Uロック（Update Lock）はSQL Serverにもある概念で、「これから更新する予定の行」にかけます。S→Xへの昇格時のデッドロックを防ぎます。

SKIP LOCKED / DATA CAPTURE

SKIP LOCKED

Oracleと同様に、ロック中の行をスキップできます：

SELECT * FROM jobs WHERE status = 'pending'
FOR UPDATE WITH RS USE AND KEEP UPDATE LOCKS
SKIP LOCKED DATA
FETCH FIRST 1 ROW ONLY;

キュー処理パターンで有用です。

LOCK TIMEOUT

-- ロック待ちのタイムアウト（秒）
SET CURRENT LOCK TIMEOUT 10;

-- 即座にエラー（OracleのNOWAIT相当）
SET CURRENT LOCK TIMEOUT 0;

-- 無制限に待つ
SET CURRENT LOCK TIMEOUT -1;

デッドロック検出

Db2もデッドロックを自動検出します。

-- デッドロック検出の間隔
db2 get db cfg for mydb | grep DLCHKTIME
 Interval for checking deadlock (ms)  (DLCHKTIME) = 10000

まとめ：ロック管理シリーズ全体比較

5つのDBを比較すると、ロック設計は大きく2つの哲学に分かれます：

• ロックを最小化する派（Oracle、Db2）：読み取りはロックを取らない。CR CloneやLock Avoidanceで回避
• ロックを活用する派（SQL Server）：ロックで一貫性を保証。エスカレーションでメモリを管理
• MVCCで代替する派（InnoDB、PostgreSQL）：MVCCで読み書きの競合を回避。書き込み同士のみロック

参考文献

• Db2 Documentation: Locking
• Db2 Documentation: Lock Avoidance
• Db2 Documentation: Lock Escalation
• Db2 Documentation: LOCKLIST Configuration Parameter