SYSTEMY BAZ DANYCH

Część IV

Opracowanie : Dr Bożena Śmiałkowska

Wprowadzenie do transakcji w bazach danych

2

Definicja transakcji

3

Co to są transakcje?

• Transakcja to podstawowa logiczna jednostka interakcji użytkownika z systemem bazy danych• Transakcja to sekwencja operacji, która musi zakończyć się sukcesem w całości – w przeciwnym wypadku przywrócony musi być stan początkowy

Przykład transakcji:Operacja przelewu kwoty x z konta A na konto B:1) Pobranie kwoty x z konta A2) Dodanie kwoty x do konta B

4

Co to są transakcje? ..

• Przykład zastosowania: musimy wykonać kilka komend SQL zmieniających dane w tablicach. Jak to zrobić aby komendy wykonał się poprawnie do końca albo wcale?

• Transakcja jest logiczną jednostką działań, której nie można podzielić.

• Logiczna jednostka działań to zbiór logicznych zmian w bazie danych, które należy wykonać wszystkie albo nie wykonywać żadnej.

5

Co to są transakcje?• W języku PostgreSQL zmiany te są kontrolowane przez trzy

kluczowe frazy:– Fraza BEGIN WORK rozpoczyna transakcję;– COMMIT WORK informuje, że wszystkie elementy

transakcji są kompletne i powinny zostać zatwierdzone na stałe oraz stać się dostępne dla wszystkich transakcji;

– ROLLBACK WORK mówi, że należy porzucić transakcję, a wszystkie zmiany danych dokonane przez transakcję SQL mają być anulowane. Baza danych, z punktu widzenia użytkowników, powinna się znajdować w takim stanie, jakby nie były wykonywane żadne zmiany.

6

Co to są transakcje?• Dowolna transakcja w bazie danych

powinna być odizolowana od wszystkich pozostałych transakcji, które są wykonywane w tym samym czasie.

• W idealnej sytuacji każda transakcja zachowuje się tak jakby posiadała wyłączny dostęp do bazy danych.

• Niestety realia związane z osiągnięciem dobrej wydajności wymagają kompromisów o których powiemy później.

7

Trzeba uważać aby nie wpaść w

pewną pułapkę? KLIENT 1 KLIENT 2 Wolne miejsce

Czy są wolne miejsca? 1

Czy są wolne miejsca? 1

Oferuje miejsce 1

Oferuje miejsce 1

Pytanie o kartę kredytową lub konto 1

Pytanie o kartę kredytową lub konto 1

Podaje numer karty Podaje numer konta 1

Autoryzacja 1

Autoryzacja 1

Przypisanie miejsca 1

Przypisanie miejsca 1

Obciążenie karty 1

Obciążenie karty 1

Zmniejszenie liczby wolnych miejsc 0

Zmniejszenie liczby wolnych miejsc -1

8

Trzeba uważać aby nie wpaść w pewną pułapkę?

• Złe rozwiązania:– Pozwalamy tylko jednemu klientowi korzystać

w jednej chwili z aplikacji co powoduje słabą wydajność.

– Piszemy aplikację z techniką semaforową. Semafor ochrania dekrementacje zmiennej liczba biletów.

• Jak to rozwiązać???

9

Przykład transakcji

10

Przykład transakcji cd..

Każde wykonanie programu PRZELEW_PKO_WBK powoduje utworzenie nowej transakcji.

11

Przykład transakcji cd..

12

Przykładowa transakcja cd..

(begin transaction);Zidentyfikuj klienta;Jeżeli nie da się zidentyfikować to zerwij (abort);Wczytaj zlecenie wypłaty;Sprawdź konto klienta;Jeżeli konto < zlecenia to

komunikat o przekroczeniu konta;zerwij (abort);

Wyślij zlecenie do kasy;Jeżeli upłynął czas większy od 5 minut to

cofnij zlecenie do kasy;zerwij transakcję (abort);

Jeżeli kasjer potwierdził dokonanie wypłaty to potwierdź transakcję (commit)

a inaczejcofnij zlecenie do kasy;zerwij (abort);

Takie programy mogą być proste lub dowolnie skomplikowane. Z tego względu miara liczba transakcji/sekundę jest często mało wiarygodna.

Transakcja, która zaczęła się w systemie jest identyfikowana jako specjalny byt; jest jej nadawany unikalny numer (identyfikator).

abort - kasowanie transakcji i wszelkich skutków które ona poczyniła

commit - wprowadzenie skutków transakcji na dysk i skasowanie transakcji

13

Po co są transakcje? – są środkiem na rozwiązanie problemu współbieżności

Załóżmy, że na bazie danych działa wiele procesów jednocześnie. Dla przykładu niech będą dwa procesy A i B, które będą działać na bazie danych i wykonują odczyt atrybutu X, zwiększenie wartości oraz zapis.

Czas

123456

Proces B

Czyta X

X := X+1

Zapisuje X

Wartość XA

556666

Wartość XB

55666

Proces A

Czyta X

X :=X+1

Zapisuje X

Jeżeli te dwa procesy działałyby niezależnie a X=5 przed rozpoczęciem procesu to wynik powinien w X być 7. Działając równolegle i nie synchronizując swoich akcji jedna aktualizacja została zgubiona.

Inny przykład: mamy kilku użytkowników chcąc równolegle aktualizować pewien tekst.Jeżeli nie umówią się, który z nich aktualnie ma prawo wprowadzać poprawki, toczęść poprawek może zostać zgubiona. Transakcje do baz danych wprowadza się po to by umożliwić współbieżne działanie na bazieDanych. Można wówczas uzyskać spójność działania bez potrzeby umawiania się.

14

Po co są transakcje? - przeciwdziałają awariom

Załóżmy, że mamy system bankowy, w którym następują operacje na kontach klientóww sposób następujący:

1. Klient wczytuje kartę magnetyczną i jest rozpoznawany2. Klient określa sumę wypłaty3. Konto klienta jest sprawdzane4. Konto jest zmniejszane o sumę wypłaty5. Wysyłane jest zlecenie do kasy6. Kasjerka odlicza sumę wypłaty od stanu kasy7. Kasjerka wypłaca klientowi pieniądze

Normalnie, aby klientdostał swoje pieniądze,tego rodzaju operacjiwykonuje się kilkadziesiąt.Prawdopodobieństwo różnychawarii jest spore.

Pytanie: co się stanie, jeżeli pomiędzy operacją 4 i 5 wyłączą światło?(Konto zostało zmniejszone, klient nie dostał pieniędzy….

Transakcje: umożliwiają uniknięcie tego rodzaju nieprzyjemnych sytuacji związanych z dowolnymi awariami sprzętu, błędów w oprogramowaniu,a nawet tego, że kasjerka poczuła się niedobrze i musiała wyjść.

15

Własności transakcjiNie mylić pojęcia transakcji z procedurą! Transakcja angażuje bieżące zasoby systemu takie jak czas i dane. Wywołanie procedury może być transakcją, ale może ona też składać się z wielu wywołań procedur i jedno wywołanie może generować wiele transakcji. Transakcje mogą obejść się w ogóle bez procedur.

Własności transakcji: ACID

A

C

I

D

Atomowość (atomicity) - w ramach jednej transakcji wykonują się albo wszystkie operacje, albo żadna

Spójność (consistency) - o ile transakcja zastała bazę danych w spójnym stanie, po jej zakończeniu stan jest również spójny. (W międzyczasie stan może być chwilowo niespójny)

Izolacja (isolation) - transakcja nie wie nic o innych transakcjach i nie musi uwzględniać ich działania. Czynności wykonane przez daną transakcję są niewidoczne dla innych transakcji aż do jej zakończenia.

Trwałość (durability) - po zakończeniu transakcji jej skutki są na trwale zapamiętane (na dysku) i nie mogą być odwrócone przez zdarzenia losowe (np. wyłączenie prądu)

16

Własności transakcji cd..

17

Dwufazowe zatwierdzanie

Dla zapewnienia własności atomowości transakcjirozproszonych opracowano protokół zatwierdzaniadwufazowego (ang 2-Phase Commit)• Faza 1 – Prepare: węzły (serwery) biorące udział wtransakcji przygotowują się do jej zatwierdzenia (nażądanie koordynatora transakcji)• Faza 2 – Commit: gdy wszystkie węzły są gotowedo zatwierdzenia transakcji następuje jej rzeczywistezatwierdzenie

18

Jak realizuje się transakcje?

• Standard ANSI/SQL nie definiuje frazy SQL BEGIN WORK, transakcje w tym standardzie powinny wykonywać się automatycznie. Fraza ta jednak jest wymagana prawie we wszystkich implementacjach baz danych.

• Słowo WORK we frazie COMMIT WORK, ROLLBACK WORK można pominąć.

19

Własności transakcji cd..

20

Własności transakcji cd..

21

Własności transakcji cd..

22

Kryterium poprawności transakcjiWspółbieżne wykonanie transakcji jest poprawne wtedy i tylko wtedy jeżeli jego efekt jest dokładnie taki sam jak efekt wykonania tych transakcji pojedynczo po kolei.Ta własność nosi nazwę szeregowalności (serializability)

Plan wykonania transakcji:- Transakcje rozbija się na mniejsze fragmenty zwane operacjami.- Plan ustala jak po kolei mają być wykonywane operacje z poszczególnych transakcji.

-Plan jest szeregowalny, jeżeli jego końcowy efekt jest taki sam, jak wykonanie transakcji po kolei.

Istnieje matematyczna teoria szeregowalności transakcji, wiele osób na nią się powołuje, ale znacznie mniej wie, o co w niej chodzi. (Ja nie miałem cierpliwości do tej teorii...) Są opinie, że ta teoria (jak większość teorii) jest mało przydatna, ponieważ dla cokolwiek bardziej skomplikowanych planów wykonania transakcji nic się nie da udowodnić (trzeba i tak zaimplementować lub zasymulować).Istnieją też opinie (Mohan) że teoria nie obejmuje ważnych przypadków takich jak usuwanie danych.

Problemy: znaleźć szeregowalny plan o minimalnym totalnym koszcie znaleźć szeregowalny plan gdzie czas odpowiedzi nie jest dłuższy niż t, ....

23

Przetwarzanie transakcji

Menadżer transakcji (MT) koordynuje wykonywanie transakcji. Decyduje do jakiego menadżera danych (MD) przekazuje operację transakcji.

Operacja przyjmuje planista związany z MD i zarządza ich wykonywaniem posługuje się protokółem np.: dwu-fazowego blokowania.

24

Działanie planistyPlanista przyjmując operację ma do dyspozycji następujące działania:

Przekazać operację do wykonania menadżerowi danych,

Umieszczenie operacji w kolejce, jeśli znajduje się ona w konflikcie z

inną operacją i należy poczekać na zakończenie tej operacji,

Odrzucenie operacji i tym samym całej transakcji, jeśli np. konieczne

jest to z punktu widzenia rozwiązywania zakleszczeń (dead locs),

Opisana strategia działania planisty jest w komercyjnych systemach

DBMS realizowana za pomocą tzw. protokółu dwu-fazowego

blokowania. Planista realizujący te strategię nazywany jest planistą

blokowania dwufazowego.

25

Implementacja 2PL (dwufazowe blokowanie)

Zamek (lock): jedna z transakcji rezerwuje sobie dostęp do obiektu. Inne transakcje nie mają dostępu lub mają dostęp ograniczony.

XWyłączny zamek (exclusive lock): transakcja zablokowuje jakikolwiek dostęp do obiektu dla innych transakcji.

SDzielony zamek (shared lock): inne transakcje mogą czytać, ale nie mogą modyfikować.

Udowodniono (szczególnie, że dla każdego jest to oczywiste :-), że szeregowalność jest zachowana, jeżeli cała transakcja ma dwie fazy: rosnącą i skracającą.

start

potwierdzenie(commit) koniec

czas

zakładanie zamków(nie ma zwalniania)

zwalnianiezamków (nie ma zakładania)

Protokół 2PL(two-phase locking)

Awarie są możliwe w obydwu fazach, ale faza commit jest szybka (milisekundy).

26

Implementacja 2PL…

27

Implementacja 2PL…

28

ZakleszczenieKoncepcja zamków prowadzi do nieprzyjemnego efektu zwanego zakleszczeniem.

Transakcja A zablokowała zasób X i żąda dostępu do zasobu YTransakcja B zablokowała zasób Y i żąda dostępu do zasobu X.Ani A, ani B nie mogą dalej kontynuować jakiejkolwiek akcji. (System “zawiesił się’.)

Możliwe są bardziej skomplikowane sytuacje związane z zakleszczeniem:

Transakcja A Transakcja B

Transakcja C

Transakcja A Transakcja B

Transakcja C

W pętli zakleszczenia są 3 transakcje:Zakleszczyły się dwie transakcje,pozostałe działają normalnie:

29

Walka z zakleszczeniemBardzo poważny problem, mający skutki zarówno dla wydajności systemu jak ispójności działania (szczególnie w systemach czasu rzeczywistego, np. w bankach).

Dwie generalne metody:

1. Wykrywanie zakleszczeń i rozrywanie pętli zakleszczenia. Detekcja zakleszczenia wymaga skonstruowania grafu czekania (wait-for graph) i tranzytywnego domknięcia tego grafu (złożoność gorsza niż n * n). Rozrywanie pętli zakleszczenia polega na wybraniu transakcji “ofiary” uczestniczącej w zakleszczeniu i następnie, jej zerwaniu i uruchomieniu od nowa. Wybór “ofiary” podlega różnym kryteriom - np. najmłodsza, najmniej pracochłonna, o niskim priorytecie, itd.

2. Nie dopuszczanie do zakleszczeń. Istnieje wiele tego rodzaju metod, np.a) Wstępne żądanie zasobów (preclaiming): przed uruchomieniem każda transakcja

określa potrzebne jej zasoby. Nie może później nic więcej żądać. Wada: zgrubne oszacowanie żądanych zasobów prowadzi do zmniejszenia stopnia współbieżności.

b) Czekasz-umieraj (wait-die): jeżeli transakcja próbuje dostać się do zasobu, który jest zablokowany, to natychmiast jest zrywana i powtarzana od nowa. Metoda może być nieskuteczna dla systemów interakcyjnych (użytkownik może się denerwować koniecznością dwukrotnego wprowadzania tych samych danych) oraz prowadzi do spadku efektywności (sporo pracy idzie na marne).

30

Metody bez zakleszczeń oparte na stemplach czasowych

Każda transakcja w momencie startu dostaje unikalny stempel czasowy, na tyle precyzyjny, aby móc po stemplach rozróżniać transakcje.

Żadna zmiana nie jest nanoszona do bazy danych; transakcja działa na swoich własnych kopiach, aż do potwierdzenia.

Każdy obiekt bazy danych przechowuje 2 stemple czasowe: transakcji, która ostatnio brała obiekt do czytania i transakcja, która ostatnio brała obiekt do modyfikacji.

W momencie potwierdzenia sprawdza się stemple transakcji oraz wszystkich pobranych przez nią obiektów. Można dość łatwo wyprowadzić reguły zgodności, np.

Jeżeli obiekt był aktualizowany i stempel na obiekcie do aktualizacji jest taki sam jak stempel transakcji, to OK, a inaczej zerwij i uruchom od nowa.Jeżeli obiekt był tylko czytany i stempel na obiekcie do aktualizacji jest starszy niżstempel transakcji, to OK; inaczej zerwij i uruchom od nowa. .... (trochę dalszych reguł).

Metoda jest o tyle przyjemna, że zerwanie transakcji oznacza zlikwidowanie tylkolokalnych kopii obiektów - nie potrzeba nic robić w bazie danych.

31

Metody optymistyczne

Zasada podobna jak w przypadku stempli czasowych, ale transakcje nie działają na swoich własnych kopiach, ale bezpośrednio na bazie danych.

“Optymizm” polega na założeniu, że żadnych konfliktów nie będzie. Ale konflikty są tym niemniej wykrywane i w przypadku ich wykrycia, transakcje są zrywane, a baza danych jest cofana do poprzedniego stanu.

Metody optymistyczne są bardzo nieskuteczne, jeżeli konfliktów jest dużo: praktycznie,system staje i nie może poruszyć się ani o krok, bo co rusz, to konflikt...

Wykrycie konfliktów przy metodach optymistycznych jest oparte o podobną jak wcześniej zasadę stempli czasowych.

Niemniej, metody optymistyczne nie są zbyt optymistyczne:- mimo wielkich nadziei, są one rzadko stosowane- jak się okazują, wymagają one również pewnej formy zamków i mogą prowadzić do zakleszczeń.

Były nadzieje, że metody optymistyczne będą szczególnie przydatne w systemach rozproszonych, gdzie zakładanie zamków jest bardzo kłopotliwe. Nie bardzo wiadomo jednak, czy znalazły one efektywne zastosowanie. Ludzie są raczej pesymistami...

32

Ziarnistość mechanizmu transakcjiPytanie: co ma być jednostką na którą zakłada się zamek, albo którą uważa się za atomowy obiekt na którym będzie trzymać się stemple, kopiować, odtwarzać, itd.

granularity

Baza danych?Relacja (tablica, ekstensja klasy)?Krotka (obiekt)?Element krotki (wartość atrybutu, pod-obiekt)?

A może fizyczna strona???

Grube ziarna (baza danych, relacja) mały stopień współbieżności

Miałkie ziarna (np. element krotki) duża pracochłonność zakładania zamków,duże zapotrzebowanie na dodatkowąpamięć na zamki, przeciążenie sieci

Na dodatek, to trzeba zgrać z innymi mechanizmami, np. buforowaniem w RAM.

Testy dla systemów relacyjnych pokazują, że optymalną ziarnistość zapewnia fizyczna strona.

Jest to wynik przykry (i tendencyjny), ponieważ uniemożliwia bardziej “inteligentne” mechanizmy przetwarzania transakcji, takie, które ‘rozumieją” semantykę tego, co blokują (np. predicate locking).

33

Zmienna ziarnistośćPomysł (Gray, 1977) polega na tym, aby obiekty do blokowania organizować hierarchicznie i blokować w nich tyle, ile trzeba. Pomysł bardzo dobry dla obiektowych baz danych.

variable granularity

A blokuje do aktualizacjicały obiekt

B blokuje do aktualizacjikawałek obiektu

A blokuje do aktualizacjikawałek obiektu

B blokuje do czytaniakawałek obiektu

A blokuje do czytaniacały obiekt

Problem ze zmienną ziarnistością polega na tym, że (chyba) nikt nieodważył się sprawdzić to w powszechnej praktyce.

34

Typy awarii i reakcje na awarieZerwanie transakcji: z różnych powodów, wewnętrznych (np. czekaj-umieraj) lub zewnętrznych. Transakcja może być powtarzana automatycznie lub (jeżeli to niemożliwe) stracona. Program wywołujący transakcje powinien przewidywać sytuację, że transakcja może być zerwana, wykryć to i ewentualnie powtórzyć.

Awaria systemu, ze stratą zawartości pamięci operacyjnej

Awaria nośników pamięci, ze stratą zawartości dysku.

Absolutna niezawodność absolutna złożoność, nieskończony koszt

Czyli, niestety, nawet z transakcjami absolutna niezawodność jest niemożliwa.Ale żyć się da, jeżeli awarie nie będą częściej niż np. raz na rok, więc nie jest źle...W końcu zakłada się także ludzką interwencję, a ludzie na ogół jakoś sobie radzą z kłopotami...

Rozsądna niezawodność mały wpływ na wydajność.

Transakcje rozsądnie podwyższają niezawodność, nie prowadząc do nadmiernych obciążeń czasu wykonania ani dodatkowego zapotrzebowania na pamięć.

35

Odtwarzanie po awarii - środki, terminy Back up(bekap?)

Log(dziennik)

Checkpoint(czekpoint?)

Replication(replikacja)

Cykliczne przegrywanie zawartości bazy danych lub jej najważniejszych fragmentów na inny nośnik (najczęściej taśmę magnetyczną). Cykl: co 30 min (banki), na koniec dnia (instytucje), co tydzień (uniwersytety), itp.

Recovery(odtwarzanie)

Rollback(cofanie)

Odtwarzanie (pół-automatyczne lub automatyczne) stanu bazy danych po awarii na podstawie ostatniego backup-u i ew. logu.

Rejestracja wszystkich operacji zachodzących na bazie danych wraz ze zmienianymi obiektami, z dokładnością do transakcji, które to robią

Cofanie operacji w bazie danych na podstawie logu, np. po zerwaniu transakcji

Migawkowe zdjęcie stanu przetwarzania (trwałych i nietrwałych obiektów, stanu sterowania, itd.) stosowane w niektórych systemach celem powrotu do poprzedniego stanu, o ile programista/użytkownik tego sobie zażyczył. Stosowane dla wykonania operacji undo.

Zdublowanie informacji na fizycznie i geograficznie oddzielonych nośnikach, celem zwiększenia niezawodności i zmniejszenia kosztów transmisji.

36

Odtwarzanie po zerwaniuWarunek atomowości transakcji wymaga, aby w przypadku zerwania wszelkie wykonane przez nią czynności zostały odwrócone: baza danych ma wrócić do stanu sprzed transakcji.

Dwie strategie:

1. Transakcje działają na własnych kopiach, które podmieniają z oryginalnymi obiektami w fazie commit. Wady: zwiększone zapotrzebowanie na pamięć, większa możliwość awarii w fazie commit (bardzo niebezpieczne).

2. Transakcje działają bezpośrednio na bazie danych, ale w specjalnym pliku zwanym dziennikiem (log) zapisują wszelkie operacje aktualizacyjne których dokonały, wraz zobiektami przed i ew. po aktualizacji. W razie zerwania - baza danych jest odtwarzanado poprzedniego stanu poprzez czytanie logu “od tyłu”.

Write ahead log: w dzienniku zapisywane są zmiany przed ich dokonaniem. W razie awarii wiadomo, co było zrobione, czyli możliwe jest poprawne cofnięcie.

relation LOG( trans_id, obiekt_id, operacja, stary_obiekt, nowy_obiekt)

Czasami (SQL) stosuje się tryb oszczędny, w którym zmiany są zaznaczane w dzienniku, alenie są naniesione w bazie danych. Prowadzi to do tego, że transakcja “nie widzi” własnych zmian, co jest sporą uciążliwością przy programowaniu i prowadzi do błędów.

37

Podstawowe algorytmy z zamkami

Dynamiczne dwufazowe blokowanie (2PL): transakcje ustanawiają zamki do czytania (S) które następnie mogą podwyższyć do zamków do aktualizacji (X). Jeżeli zamek jest S, to odrzucana jest próba założenia zamka X, jeżeli zamek jest X, to odrzucana jest jakakolwiek próba założenia innego zamka. System prowadzi dziennik i graf czekania, umożliwiając odtworzenie po zerwaniu i przeciwdziałając zakleszczeniu.

Czekasz-umieraj (wait-die) dwufazowy (WD): Tak jak dla 2PL, ale transakcja której odmówiono dostępu ginie. Są odmiany tego algorytmu: z dwóch transakcji w konflikcie ginie młodsza, ginie starsza, ginie ta, co się mniej narobiła, ginie ta, która jest mniej ważna, itd.

Dynamiczne dwufazowe blokowanie bez podwyższania zamków: tak jak 2PL, ale nie ma podwyższania zamków z S do X.

Wstępne żądanie zasobów (opis już był).

38

Komendy w SQL do przetwarzania transakcji

Dowolne zdanie select, insert, update, delete, create rozpoczyna transakcję, o ile nie była ona już przez tę transakcję rozpoczęta.

Transakcja trwa aż do do wydania komendy COMMIT (potwierdzającej), ABORT lub ROLLBACK (zrywającej, cofającej). Transakcja może objąć dowolną liczbę zdań select, insert, update, delete, create i innych.

Komenda SAVEPOINT <nazwa> oznacza zapamiętanie stanu pod określoną nazwą. ABORT TO <nazwa> oznacza odtworzenie stanu.

SQL ma także inny kwiatek określany jako “isolations levels” (poziomy izolacji).Idea jest słuszna: dla pewnych sytuacji warunek pełnej izolacji okazuje się zbyt mocny.

Np. byłoby prawie niemożliwe zrobienie raportu operacji na koniec dnia, jeżeli system byłby w ciągłym ruchu, ponieważ zawsze jakieś dane byłyby zablokowane. Operacja by “utykała” na każdym kroku, szef byłby mocno wkurzony, a biedny programista oberwałby cięgi za nie swoje grzechy...

Osłabienie izolacji jest więc czasami konieczne, ale powinno to być traktowane wyjątkowo, ze specjalnym statusem, ze specjalnymi środkami bezpieczeństwa. Rozwiązanie SQL jest krytykowane jako dające programiście zbyt wiele “brudnych” możliwości.

39

Zagnieżdżone transakcjeCzy mają sens? C.J.Date argumentuje, że nie mają.Reszta świata (wraz ze mną) uważa, że mają.

Powody: ułatwienie programowania, dostarczenie nowego mechanizmu abstrakcji.Programista może kilka transakcji zamknąć w jedną większą bez zmiany tekstu programu.Programista może większą transakcję rozbić na mniejsze bez zmiany koncepcji programu.

Dwie filozofie: Zagnieżdżona transakcja jest potwierdzana wyłącznie dla swojej macierzystej transakcji,przez co aktualizacje zrobione przez pod-transakcję stają się widoczne dla innych pod-transakcji. Zamki pod-transakcji są dziedziczone przez jej mamusię. Ostateczne potwierdzenie pod-transakcji i zwolnienie zamków następuje po potwierdzeniu transakcji stojącej najwyżej w hierarchii.

Każda pod-transakcja po potwierdzeniu bezpośrednio wprowadza zmiany do bazy danych.Zamki nie są dziedziczone (są zwalniane). Ale każda pod-transakcja posiada bliźniaczą pod-transakcję kompensującą, która określa co robić, jeżeli mamusia nie zostanie potwierdzona. Ta filozofia jest także określana jako saga.

1

2

40

Przykład zagnieżdżonej transakcjiFacet zgłasza się do biura podróży i chce jechać na wczasy na wyspy Hula Gula.Z punktu widzenia biura podróży jest to jedna transakcja składająca się z wielu podtransakcji,wykonywanych w większości równolegle:

Załatwienie formalności paszportowo-wizowychUbezpieczenieRezerwacja i kupienie biletu na pociąg na lotnisko.Rezerwacja i wykupienie biletu na samolot na Hula GulaRezerwacja i zadatkowanie hoteluRezerwacja kosza na plażyRezerwacja i wykupienie biletu powrotnego na samolot z Hula GulaRezerwacja i wykupienie biletu powrotnego na pociągOpłata i umowa biura podróży z klientem

Jeżeli każdą z tych pod-transakcji można byłoby po prostu zerwać, wówczas mielibyśmy zwyczajną zagnieżdżoną transakcję. Ale w życiu tak nie ma. Załóżmy, że nie udało się zarezerwować kosza na plażę, a facet mówi: “Nie ma kosza, to nie jadę!” W tej sytuacji powstaje saga: dla potwierdzonych pod-transakcji mogą być potrzebne pod-transakcje kompensujące:

Zwrócenie biletu na pociąg (ze stratą)Zwrócenie biletu na samolot (ze stratą)Odwołanie rezerwacji hotelu (ze stratą)....

41

Długie transakcje (transakcje projektowe)

Jeżeli transakcje są bardzo długie wówczas klasyczne własności ACID są niewygodne. Załóżmy, że kilku autorów opracowuje ten sam projekt. Czy dopuszczalna jest sytuacja, że koledzy nie mają możliwości obejrzenia jakiegoś fragmentu projektu, ponieważ facet, który go opracowuje wykonał tam kilka zmian, nie dokończył sprawy i poszedł na dłuższy urlop?

Długie transakcje wymagają osłabienia warunku izolacji lub jakiegoś innego pojęcia szeregowalności. Pewnym rozwiązaniem są poziomy izolacji w SQL.

Pomimo wielu artykułów, w których mówi się jak ten problem jest ważny, nie spotkałem ani jednego, który by jasno przestawił jakieś sensowne i nietrywialne rozwiązanie.

Trywialne rozwiązanie jest oczywiste: specjalny tryb czytania obiektu, który omija nałożone na niego zamki. Tzw. “kuchenne drzwi” (backdoor).

42

PodsumowanieTransakcje są jednym z najprostszych i najbardziej skutecznych środków zapewnienia bezpiecznego współbieżnego dostępu do wspólnej bazy danych.

Transakcje mogą być uważane za prosty i w miarę uniwersalny środek synchronizacji równoległych procesów (bez semaforów, monitorów, kanałów i innych trudnych pojęć). Synchronizacja polega na uniemożliwieniu jednoczesnej aktualizacji tych samych zasobów.

Jednocześnie, transakcje maja zdolność przeciwdziałania losowym awariom.

Brak środków przetwarzania transakcji w takich systemach jak LotusNotes, MS Office, czy też systemach przepływu prac (workflows) lub pracy grupowej jest ogromnym utrapieniem, które (nie tylko w mojej opinii) w dużym stopniu dyskwalifikuje te narzędzia.

Transakcje są szczególnie istotne w systemach rozproszonych baz danych lub w systemach opartych o Internet lub Intranet.

Transakcje są na liście usług poziomych OMG CORBA, są też składnikiem standardów ODMG, SQL3 i Workflow Management Coalition.