Физическая организация данных
 Скачать 487.44 Kb.
|
|
В журнале транзакций транзакция помечается как завершенная, уничтожаются системные записи о транзакции в оперативной памяти. А при откате транзакции вместо п. 1 обычно выполняется считывание из сег мента отката прежних значений данных и переписывание их обратно в БД (остальные пункты сохранятся без изменений). Поэтому откат транзакции практически всегда занимает больше времени, чем фиксация.
Транзакции в многопользовательской БД должны быть изолированы друг от друга, т.е. в идеале каждая из них должна выполняться так, как будто выполняется только она одна. В реальности транзакции выполняются одновременно и могут влиять на результаты друг друга, если они обра-щаются к одному и тому же набору данных и хотя бы одна из транзакций изменяет данные. В общем случае взаимовлияние транзакций может проявляться в виде:
Потеря изменений могла бы произойти при одновременном обнов-лении двумя и более транзакциями одного и того же набора данных. Транзакция, закончившаяся последней, перезаписала бы результаты изменений, внесённых предыдущими транзакциями, и они были бы потеряны. Представим, что одновременно начали выполняться две транзакции: транзакция 1 - UPDATE СОТРУДНИКИ SET Оклад = 39200 WHERE Номер = 1123; транзакция 2 - UPDATE СОТРУДНИКИ SET Должность = "старший экономист" WHERE Номер = 1123; Обе транзакции считали одну и ту же запись (1123, "Рудин В.П.”, "эконо-мист", 28300) и внесли каждая свои изменения: в бухгалтерии изменили оклад (транзакция 1), в отделе кадров - должность (транзакция 2). Результаты транзакции 1 будут потеряны (рис. 5.2).
Отношение ’'СогрЗДННКИ" Номер ФИО Должность Оклад Трант акции 1 Грант акция 2 Рис.5.2. Недопустимое взаимовлияние транзакций: потеря изменений СУБД не допускает такого взаимовлияния транзакций, при котором возможна потеря изменений! Ситуация чернового чтения возникает, когда транзакция считывает изменения, вносимые другой (незавершенной) транзакцией. Если эта вторая транзакция не будет зафиксирована, то данные, полученные в результате чернового чтения, будут некорректными. Транзакции, осуществляющие черновое чтение, могут использоваться только при невысоких требованиях к согласованности данных: например, если транзакция считает статистические показатели, когда отклонения отдельных значений данных слабо влияют на общий результат. При повторяемом чтении один и тот же запрос, повторно выполняемый одной транзакцией, возвращает один и тот же набор данных (т.е. игнорирует изменения, вносимые другими завершёнными и незавершёнными транзакциями). Неповторяемое чтение является противоположностью повторяемого, т.е. транзакция "видит" изменения, внесённые другими (завершёнными!) транзакциями. Следствием этого может быть несогласован ность результатов запроса, когда часть данных запроса соответствует состоянию БД до внесения изменений, а часть - состоянию БД после внесения и фиксации изменений. Фантомы - это особый тип неповторяемого чтения. Возникновение фантомов может происходить в ситуации, когда одна и та же транзакция сначала производит обновление набора данных, а затем считывание этого же набора. Если считывание данных начинается раньше, чем закончится их обновление, то в результате чтения можно получить несогласованный (не обновлённый или частично обновлённый) набор данных. При последующих запросах это явление пропадает, т.к. на самом деле запрошенные данные после завершения обновления будут согласованными в соответствие со свойствами транзакции. Для разграничения двух пишущих транзакций и предотвращения потери изменений СУБД используют механизмы блокировок или временных отметок, а для разграничения пишущей и читающих транзакций - специальные правила поведения транзакций, которые называются уровнями изоляции транзакций.
Стандарт ANSI/ISO для SQL устанавливает различные уровни изоляции для операций, выполняемых над БД, которые работают в многопользовательском режиме. Уровень изоляцииопределяет, может ли читающая транзакция считывать ("видеть") результаты работы других одновременно выполняемых завершённых и/или незавершённых пишущих транзакций (табл. 5.1). Использование уровней изоляции обеспечивает предсказуемость работы приложений. Таблица 5.1. Уровни изоляции по стандарту ANSI / ISO
По умолчанию в СУБД обычно установлен уровень Read Commited. Уровень изоляции позволяет транзакциям в большей или меньшей степени влиять друг на друга: при повышении уровня изоляции повышается согласованность данных, но снижается степень параллельности работы и, следовательно, производительность системы.
Блокировка - это временное ограничение доступа к данным, участвующим в транзакции, со стороны других транзакций.. Блокировка относится к пессимистическим алгоритмам, т.к. предполагается, что существует высокая вероятность одновременного обращения нескольких пишущих транзакций к одним и тем же данным. Различают следующие типы блокировок:
Строчные, страничные и табличные блокировки накладываются соответственно на строку таблицы, страницу (блок) памяти и на всю таблицу целиком. Табличная блокировка приводит к неоправданным задержкам исполнения запросов и сводит на нет параллельность работы. Другие виды блокировки увеличивают параллелизм работы, но требуют накладных расходов на поддержание блокировок: наложение и снятие блокировок требует времени, а для хранения информации о наложенной блокировке нужна дополнительная память (для каждой записи или блока данных). Разделяемая блокировка, установленная на определённый ресурс, предоставляет транзакциям право коллективного доступа к этому ресурсу. Обычно этот вид блокировок используется для того, чтобы запретить другим транзакциям производить необратимые изменения. Например, если на таблицу целиком наложена разделяемая блокировка, то ни одна транзакция не сможет удалить эту таблицу или изменить её структуру до тех пор, пока эта блокировка не будет снята. (При выполнении запросов на чтение обычно накладывается разделяемая блокировка на таблицу.) Исключающая блокировка предоставляет право на монопольный доступ к ресурсу. Исключающая (монопольная) блокировка таблицы накладывается, например, в случае выполнения операции ALTER TABLE, т.е. изменения структуры таблицы. На отдельные записи (блоки) монопольная блокировка накладывается тогда, когда эти записи (блоки) подвергаются модификации. Блокировка может быть автоматической и явной. Если запускается новая транзакция, СУБД сначала проверяет, не заблокирована ли другой транзакцией строка, требуемая этой транзакции: если нет, то строка автоматически блокируется и выполняется операция над данными; если строка заблокирована, транзакция ожидает снятия блокировки. Явная блокировка, накладываемая командой LOCK TABLE языка SQL, обычно используется тогда, когда транзакция затрагивает существенную часть отношения. Это позволяет не тратить время на построчную блокировку таблицы. Кроме того, при большом количестве построчных блокировок транзакция может не завершиться (из-за возникновения взаимных блокировок, например), и тогда все сделанные изменения придётся откатить, что снизит производительность системы. Явную блокировку также можно наложить с помощью ключевых слов forupdate, например: for update, например: SELECT * FROM <имя_таблицы> WHERE <условие> for update; При этом блокировка будет накладываться на те записи, которые удовлетворяют <условию>. И явные, и неявные блокировки снимаются при завершении транзакции. Блокировки могут стать причиной бесконечного ожидания и тупиковых ситуаций. Бесконечное ожидание возможно в том случае, если не соблюдается очерёдность обслуживания транзакций и транзакция, поступившая раньше других, всё время отодвигается в конец очереди. Решение этой проблемы основывается на выполнении правила FIFO (first input - first output): "первый пришел - первый ушел". Тупиковые ситуации (deadlocks) возникают при взаимных блоки-ровках транзакций, которые выполняются на пересекающихся множествах данных (рис. 5.3). Здесь приведён пример взаимной блокировки трех транзакций Ti на отношениях Rj. Транзакция T1 заблокировала данные B1 в от-ношении R1 и ждёт освобождения данных B2 в отношении R2, которые заблокированы транзакцией T2, ожидающей освобождения данных B3 в отношении R3, заблокированных транзакцией T3, которая не может продолжить выполнение из-за транзакции T1. Если не предпринимать никаких дополнительных действий, то эти транзакции никогда не завершатся, т.к. они вечно будут ждать друг друга. Рис.5.3. Взаимная блокировка трех транзакций Существует много стратегий разрешения проблемы взаимной блокировки, в частности:
|