Bazy danych – wykład dziewi ˛
aty
Transakcje
Konrad Zdanowski
Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
1 / 42
Outline
1
2
Szeregowalno´s´c
Blokady
Zakleszczenia
Misc
3
Transakcje i blokady w BD Oracle
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
2 / 42
Problemy współbie˙zno´sci
Je´sli BD komunikuje si ˛e tylko z jednym u˙zytkownikiem, nie
powstaje problem konfliktowych operacji.
W praktyce BD musz ˛
a cz ˛esto zapewnia´c równoległo´s´c dost ˛epu.
Przykłady: rezerwacje biletów, operacje bankowe, sklepy
internetowe, ...
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
3 / 42
Problemy współbie˙zno´sci
Rozwa˙zmy dwie transakcje:
T
1
: read(X), write(X,1), read(Y), write(Y,2);
T
2
: read(X), write(X,4), read(Y), write(Y,3);
Jak ˛
a warto´s´c bed ˛
a miały X i Y po zako ´nczeniu działania T
1
i T
2
?
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
4 / 42
Problemy współbie˙zno´sci
Rozwa˙zmy ci ˛
ag operacji transakcji
T
1
i
T
2
:
1
Wczytaj wolne miejsca
,
2
Wczytaj wolne miejsca
,
3
Rezerwuj miejsce 13
,
4
Rezerwuj miejsce 13
.
Nie chcemy, ˙zeby
T
2
zapisała miejsce zaj ˛ete ju˙z przez
T
1
.
Nie byłoby problemu, gdyby transakcje wykonywane były jedna po
drugiej (nierealne).
Transakcja
T
1
powinna zablokowa´c zaj ˛ety rekord, transakcja
T
2
powinna by´c wycofana (ale nie warto zakłada´c blokady na
wszystkie
wolne miejsca przed wczytaniem ich przez
T
1
.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
5 / 42
Transakcje
Definicja 1
Transakcja jest to ci ˛
ag operacji na bazie danych, które powinny by´c
wykonane w sposób atomowy, jak jedna instrukcja.
Je´sli nie b ˛edzie mo˙zna wykonac jednej z instrukcji w transakcji,
trzeba anulowa´c efekt wszystkich.
Standard SQL domy´slnie wymaga, ˙zeby transakcje traktowa´c jako
przetwa˙zane szeregowo. W praktyce implementacje BD pozwalaj ˛
a
na osłabienie tego wymagania w celu zwi ˛ekszenia efektywno´sci.
Transakcje zatwierdzamy przez
commit, anulujemy przez
rollback.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
6 / 42
Własno´sci transakcji – ACID
Atomowo´s´c (atomicity) – transakcja wykona si ˛e albo w cało´sci
albo wcale,
Spójno´s´c (consistency) – przeprowadzi baz ˛e danych ze stanu
spójnego do spójnego,
Isolacja (isolation) – wynik jej działania b ˛edzie niezale˙zny od
innych działaj ˛
acych w tym czasie transakcji,
Trwało´s´c (durability) – wyniki jej działania s ˛
a trwałe.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
7 / 42
Przyczyny konfliktów
Je´sli dwie transakcje chc ˛
a zapisa´c ten sam rekord, to wchodz ˛
a ze
sob ˛
a w konflikt.
´
Zródłem problemów jest te˙z sytuacja, w której jedna transakcja
zapisuje dane, które chce odczyta´c druga.
Je´sli dwie transakcje tylko odczytuj ˛
a dane, to nie mog ˛
a wej´s´c ze
sob ˛
a w konflikt.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
8 / 42
Outline
1
2
Szeregowalno´s´c
Blokady
Zakleszczenia
Misc
3
Transakcje i blokady w BD Oracle
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
9 / 42
Odczyt „brudnych danych”
Rozwa˙zmy scenariusz:
T
1
T
2
update Miejsca set zajete = true
where numer = 13;
select numer from Miejsca
where zajete = false;
no rows selected
.
rollback;
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
10 / 42
Odczyt „brudnych danych”
Definicja 2
Odczyt „brudnych danych” ma miejsce kiedy jedna transakcja
odczytuje dane, które zmieniła druga transakcja, która została potem
wycofana.
Uwaga. To sie nie ma prawa zda˙zy´c w BD Oracle.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
11 / 42
Niepowtarzalny odczyt
Rozwa˙zmy scenariusz:
T
1
T
2
select min(a) from r;
MIN(A): 8
delete from r where a=8;
insert into r values (5);
commit;
select max(a) from r;
MAX(A): 5
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
12 / 42
Niepowtarzalny odczyt
Definicja 3
Niepowtarzalny odczyt wyst ˛epuje kiedy transakcja odczytuje dwa razy
te same dane i otrzymuje inne wyniki, gdy˙z zostały one zmienione
przez inn ˛
a, zatwierdzon ˛
a transakcj ˛e.
Transakcja T
2
nie odczytała niezatwierdzonych danych, ale otrzymała
niespójne odpowiedzi: max(a) < min(a).
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
13 / 42
Fantomowe dane
Rozwa˙zmy scenariusz:
T
1
T
2
select a from r;
A: 1, 2, 8
insert into r values (5);
commit;
select a from r;
A: 1, 2, 8, 5
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
14 / 42
Fantomowe dane
Definicja 4
Fantomowe dane pojawi ˛
a sie, kiedy transakcja odczytuj ˛
ac dwa razy te
same dane otrzymuje za drugim razem wi ˛ecej wyników.
Przy tej anomalii nie wyst ˛
apiłby problem typu: max < min.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
15 / 42
Poziomy izolacji transakcji
Wyró˙zniamy nast ˛epuj ˛
ace poziomy izolacji transakcji:
Z odczytem niezatwierdzonych danych (uncommited read).
Z odczytem zatwierdzonych danych (commited read).
Z odczytem powtarzalnym (repeatable read).
Sekwencyjny (serializable).
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
16 / 42
Poziomy izolacji transakcji
Dopuszczalno´s´c anomalii przy poziomach izolacji:
Poziomy izolacji
„brudne
niepowtarzalno ´s ´c
dane
dane”
fantomowe
uncommited read
tak
tak
tak
commited read
nie
tak
tak
repeatable read
nie
nie
tak
serializable
nie
nie
nie
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
17 / 42
Outline
1
2
Szeregowalno´s´c
Blokady
Zakleszczenia
Misc
3
Transakcje i blokady w BD Oracle
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
18 / 42
Outline
1
2
3
Transakcje i blokady w BD Oracle
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
19 / 42
Szeregowalno´s´c
Niech t, s, w bed ˛
a zmiennymi transakcji a X , Y , Z , W rekordami w
bazie danych.
Transakcje T
i
mo˙zemy potraktowa´c jako ci ˛
ag instrukcji read(i,X,s),
write(i, X,s).
Ci ˛
ag instrukcji r
1
, . . . ,
r
n
jest
szeregowy
je´sli wszystkie instrukcje
ka˙zdej transakcji wyst ˛epuj ˛
a w jednym podci ˛
agu.
Ci ˛
ag instrukcji r
1
, . . . ,
r
n
jest
szeregowalny
je´sli je´sli istnieje
szeregowy ci ˛
ag instrukcji r
0
1
, . . . ,
r
0
n
, którego wykonanie dla
wszystkich stanów bazy danych daje ten sam efekt.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
20 / 42
Szeregowalno´s´c
Je´sli ci ˛
ag instrukcji jest szeregowalny, to mo˙zemy traktowa´c transakcje
jakby były wykonywane sekwencyjnie.
Osi ˛
agamy najwy˙zszy mo˙zliwy poziom izolacji.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
21 / 42
Szeregowalno´s´c – przykład
Ci ˛
ag instrukcji:
read(1, X,t), write(1, X, t+10);
read(2, X, s),
write(2, X, s*3);
read(1, Y, t); write(1,Y, t+10);
read(2, Y, s);
write(2, Y, s*3);
nie jest szeregowy ale jest szeregowalny.
Równowa˙zny ci ˛
ag to:
read(1, X,t), write(1, X, t+10); read(1, Y, t);
write(1,Y, t+10);
read(2, X, s), write(2, X, s*3); read(2, Y, s);
write(2, Y, s*3);
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
22 / 42
Szeregowalno´s´c – przykład
Ci ˛
ag instrukcji:
read(1, X,t), write(1, X, t+10);
read(2, X, s),
write(2, X, s*3); read(2, Y, s); write(2, Y, s*3);
read(1, Y, t);
write(1,Y, t+10);
nie jest szeregowalny.
Ci ˛
ag instrukcji:
read(1, X,t), write(1, X, t+10);
read(2, X, s),
write(2, X, s + 30); read(2, Y, s); write(2, Y, s + 30);
read(1, Y, t);
write(1,Y, t+10);
jest szeregowalny tylko z powodu przmienno´sci
dodawania.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
23 / 42
Outline
1
2
3
Transakcje i blokady w BD Oracle
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
24 / 42
Blokady
W praktyce szeregowalno´s´c jest zbyt silnym wymogiem.
Szeregowanie transakcji mogłoby spowodowa´c zbyt długi czas
działania poszczególnych transakcji.
Bardziej realistycznym rozwi ˛
azaniem s ˛
a słabsze poziomy izolacji.
W celu ich zapewnienia mo˙zna stosowa´c mechanizmy takie jak
blokady wierszy lub (rzadziej) całych tabel.
Uwaga. W praktyce Oracle sam zarz ˛
adza blokadami jakie nakładaj ˛
a
działania transakcji.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
25 / 42
Blokady dzielone
Blokada
dzielona
na rekord X pozwala innym transakcjom
odczytywa´c warto´s´c rekordu X.
Blokady dzielone stosuje si ˛e w celu zabezpieczenia odczytanego
rekordu przed zmian ˛
a w czasie działania transakcji, która go
odczytała.
Jeden rekord mo˙ze mie´c zało˙zonych wiele blokad dzielonych.
Transakcja odczytuj ˛
ac rekord X nakłada na niego blokad ˛e
dzielon ˛
a.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
26 / 42
Blokady na wył ˛
aczno´s´c
Je´sli transakcja chce zmieni´c lub usun ˛
a´c rekord X musi nało˙zy´c
na niego blokad ˛e
na wył ˛
aczno´s´c
.
Blokady na wył ˛
aczno´s´c nie mo˙zna zało˙zy´c na rekord, który ma
blokad ˛e dzielon ˛
a.
Jeden rekord mo˙ze mie´c zało˙zon ˛
a tylko jedn ˛
a blokad ˛e na
wył ˛
aczno´s´c.
Blokad ˛e tak ˛
a zakładamy modyfikuj ˛
ac rekord. Przestaje by´c on
widoczny (przy poziomie commited read) a˙z do chwili
zatwierdzenie transakcji.
Zatwierdzenie transakcji zwalnia wszystkie nałozone przez ni ˛
a
blokady.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
27 / 42
Zawieszenie wykonywania transakcji
Nało˙zona blokada mo˙ze spowodowa´c zawieszenie wykonywania
transakcji do czasu zatwierdzenia transakcji, która nało˙zyła
blokad ˛e.
Dlatego trzeba unika´c zakładania blokad (zwłaszcza na
wył ˛
aczno´s´c) w sytuacji interakcji z u˙zytkownikiem.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
28 / 42
Outline
1
2
3
Transakcje i blokady w BD Oracle
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
29 / 42
Zakleszczenia
Rozwa˙zmy ci ˛
ag interakcji:
T
1
T
2
write(X,1)
write(Y, 2)
write(Y,1)
write(X,2)
Obie transakcje czekaj ˛
a na zwolnienie blokady na wył ˛
aczno´s´c.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
30 / 42
Zakleszczenia – Oracle
W przypadku wykrycia zakleszczenia SZBD Oracle wysyła do
jednej z transakcji komunikat o bł ˛edzie: „ORA–00060: deadlock
detected while waiting for resource”.
Transkacja, która otrzymała komunikat o błedzie ko ´nczy
oczekiwanie i mo˙ze np. wykona´c commit lub rollback.
Druga z transakcji oczekuje dalej na zwolnienie blokady.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
31 / 42
Outline
1
2
Szeregowalno´s´c
Blokady
Zakleszczenia
3
Transakcje i blokady w BD Oracle
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
32 / 42
Długie transakcje
Je´sli czas modyfikacji trwa długo (np. modyfikacje programu lub
pliku tekstowego przez u˙zytkownika) to cz ˛esto nie warto zakłada´c
blokady.
Mo˙zna zastosowa´c np. system wypo˙zyczania i zwracania.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
33 / 42
Inne rodzaje blokad
Blokady inkrementacyjne.
Blokady z aktualizacj ˛
a.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
34 / 42
Outline
1
2
Szeregowalno´s´c
Blokady
Zakleszczenia
Misc
3
Transakcje i blokady w BD Oracle
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
35 / 42
O. traktuje ka˙zd ˛
a instrukcj ˛e SQL jako atomow ˛
a (statement level
atomicity).
Nie mo˙zna aktualizowa´c tylko cz ˛e´sci tabeli.
Wycofanie instrukcji SQL skutkuje tak˙ze wycofaniem skutków
działania wyzwalaczy, które uruchomiła.
Wycofanie instrukcji SQL nie powoduje wycofania całej transakcji.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
36 / 42
Ka˙zda sesja z baz ˛
a danych to jedna transakcja, zako ´nczy´c tak ˛
a
transakcj ˛e mo˙zna przez polecienie commit lub rollback.
Innym sposobem na zako ´nczenie transakcji (jako commit) jest
wydanie polecenia DDL lub zako ´nczenie poł ˛
aczenia z baz ˛
a
danych (disconnect).
Ka˙zda nowa komenda SQL po commit lub instrukcji DDL
rozpoczyna now ˛
a transakcj ˛e.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
37 / 42
Polecenia specyficzne dla Oracle
SET TRANSACTION i SET TRANSACTION NAME <nazwa>,
COMMIT, ROLLBACK,
SAVEPOINT <nazwa>,
ROLLBACK TO SAVEPOINT.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
38 / 42
Rollback to savepoint
Polecenie
rollback to savepoint <nazwa> wycofuje zmiany
wykonane przez transakcj ˛e po zało˙zeniu punktu <nazwa>.
Wszystkie blokady zało˙zone po tym punkcie zostaj ˛
a zwolnione.
Je´sli inna transakcja czekała na zwolnienie blokady ju˙z wcze´sniej,
to nie otrzyma zasobu.
Nowe blokady b ˛ed ˛
a mogły zało˙zy´c tyko transakcje, które za˙z ˛
adaj ˛
a
go po jego zwolnieniu.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
39 / 42
Rollback to savepoint – przykład
Rozwa˙zmy nast ˛epuj ˛
aca interakcj ˛e trzech transakcji na tabeli r(a,b):
T
1
T
2
T
3
...
...
...
savepoint powrot;
update r set a= 1
where b=5;
1 row updated.
update r set a= 2
where b=5;
rollback to s. powrot;
T
2
czeka ...
T
2
czeka ...
update r set a= 3
where b=5;
...
1 row updated.
commit;
...
...
commit
1 row updated.
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
40 / 42
Poziomy izolacji w Oracle
Domy´slnym poziomem izolacji jest
read commited.
Inne poziomy to
serializable oraz read only.
Poziom
read only zapewnia powtarzalno´s´c wyników zapyta ´n,
zabrania modyfikacji bazy danych (set transaction read only).
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
41 / 42
Poziomy izolacji w Oracle
set isolation level [committed read | serializable];
set transaction [read only | read write];
Konrad Zdanowski ( Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszy ´nskiego, Warszawa)
42 / 42
Document Outline
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
KZ BD w07 id 256666 Nieznany
KZ BD w14 2 id 256670 Nieznany
KZ BD w12 id 256669 Nieznany
KZ BD w03 2 id 256664 Nieznany
KZ BD w11 2 id 256668 Nieznany
bd lab2 id 81995 Nieznany (2)
bd dbastudio id 81961 Nieznany (2)
BD 408e id 130025 Nieznany (2)
bd w1 id 81977 Nieznany (2)
bd lab2 id 81995 Nieznany (2)
bd dbastudio id 81961 Nieznany (2)
BD 2st 1 2 w09 tresc 1 1 id 819 Nieznany (2)
Antropologia kulturowa W09 id 6 Nieznany (2)
BD 1st 2 4 lab3 tresc 1 1 id 81 Nieznany
bd lab 04 id 81967 Nieznany (2)
Calosc BD id 108184 Nieznany
BD 2st 1 2 w13 tresc 1 1 id 819 Nieznany (2)
więcej podobnych podstron