metBD (1084482), страница 21

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 21)

Рассмотрим три примера потенциальных проблем, которые могут иметь мести при параллельном выполнении транзакций – проблему потерянного обновления, проблему зависимости от нефиксированных результатов и проблему несогласованной обработки.

Проблема потерянного обновления

Результаты вполне успешной завершенной операции обновления одной транзакции могут быть перекрыты результатами выполнения другой транзакции. Эта аномалия известна как проблема потерянного обновления.

Таблица 36

Время	Транзакция Т1	Транзакция Т2	Поле а1
t1		начало	100
t2	начало	чтение а1	100
t3	чтение а1	а1=а1+100	100
t4	а1=а1-10	запись а1	200
t5	запись а1	commit	90
t6	commit		90

Например, транзакция Т2 выполняется параллельно с транзакцией Т1.Транзакция Т1 заключается в снятии 10 тысяч рублей со счета, на котором исходно находится 100 тыс. руб., транзакция Т2 предполагает помещение 100 тыс. руб. на этот же счет. Если обе транзакции выполняются последовательно, то в результате должно оказаться 190 тыс. руб. на счете.

Пусть они выполняются параллельно и начинаются практически одновременно Т2 увеличивает сумму на 100 т.р. и записывает результат, равный 200 т.р. Тем временем Т1 уменьшает значение своей копии исходной суммы на 10 т.р. и записывает результат 90 т.р., перекрывая результат предыдущего обновления. Избежать потери результатов выполнения транзакции Т2 можно, запретив транзакции Т1 считывать исходное значение на счету вплоть до завершения выполнения транзакции Т2.

Проблема зависимости от нефиксированных результатов

Таблица 37.

Проблема зависимости от нефиксированных результатов возникает в том случае, если одна из транзакций получит доступ к промежуточным результатам выполнения другой транзакции до того, как они будут зафиксированы в БД. Пусть Например, пусть Т4 увеличивает значение суммы на счете до 200 т.р. , после чего выполнение транзакции отменяется, поэтому СУБД должна выполнить откат с восстановлением исходного состояния 100 т.р. Предположим, однако, что транзакция Т3 уже успела считать измененное значение счета и использовать это значение для операции снятия денег со счета. Тогда на счете останется не 90 т.р., а 190 т.р. Причина выполнения отката транзакции Т4 несущественна – допустим, что при ее выполнении была обнаружена некоторая ошибка. Источник ошибки заключается в предположении транзакции Т3, что выполненное в транзакции Т4 изменение будет успешно зафиксировано в БД, хотя на самом деле имел место откат этой транзакции. Проблему можно устранить, запретив транзакции Т3 считывать значение счета до тех пор, пока транзакция Т4 не будет либо зафиксирована, либо отменена.

Проблема несогласованной обработки.

Транзакции, которые только считывают информацию из БД, также могут давать неверные результаты, если им будут доступны для чтения промежуточные результаты одновременно выполняющихся и еще не завершенных транзакций, обновляющих информацию в базе. В некоторых случаях эту проблему называют чтением мусора или неповторяемостью чтения.

Таблица 38

Время	Транзакция Т5	Транзакция Т6	Поле а1	Поле в1	Поле с1	Поле Sum
t1		начало	100	50	25	0
t2	начало	Sum=0	100	50	25	0
t3	чтение а1	чтение а1	100	50	25	0
t4	а1=а1-10	Sum= Sum+а1	100	50	25	100
t5	запись а1	чтение в1	90	50	25	100
t6	чтение с1	Sum= Sum+в1	90	50	25	150
t7	с1=с1+10		90	50	25	150
t8	запись с1		90	50	35	150
t9	commit	чтение с1	90	50	35	150
t10		Sum= Sum+с1	90	50	35	185
t11		commit	90	50	35	185

Проблема несогласованной обработки возникает в тех случаях, когда транзакция считывает несколько значений из БД, после чего вторая транзакция обновляет некоторые из этих значений непосредственно во время выполнения первой транзакции.

Например, Т6 – вычисляет сумму остатков на 3-х счетах, а Т5 – переносит 10 т.р. с одного счета на другой. Тогда Т1 взяла остаток на 1-м и 2-м счетах, а Т2 перенесла 10 т.р. с 1-го счета на 3-й. Итог окажется на 10 т.р. больше, чем нужно. Эту проблему можно устранить, запретив транзакции Т6 считывать значения на счетах, до тех пор, пока транзакция Т5 не зафиксирует выполненные ею обновления.

Упорядочиваемость и восстанавливаемость.

Назначение протоколов управления параллельностью состоит в подготовке такого графика выполнения транзакций, который исключит возможность их влияния на результаты работы друг друга. Одно из очевидных решений состоит в выполнении в каждый момент времени только одной транзакции. Однако, назначение многопользовательских СУБД состоит в обеспечении максимальной степени параллельности выполнения транзакций пользователей, поэтому те транзакции, которые не оказывают влияния на работу друг друга, вполне могут выполняться одновременно.

Познакомимся с понятием упорядочиваемости как со средством, способным помочь в выявлении тех транзакций, которые гарантированно не вызовут проблем нарушения согласованности данных при одновременном выполнении.

График – это последовательность запуска операций множества параллельно выполняемых транзакций, сохраняющая очередность выполнения операций в каждой отдельной транзакции.

Последовательный график – график, в котором операции каждой из транзакций выполняются строго последовательно и не могут чередоваться с операциями, выполняемыми в других транзакциях.

Непоследовательный график - график, в котором чередуются операции из некоторого набора одновременно выполняемых транзакций.

Суть упорядочивания состоит в отыскании таких непоследовательных графиков, которые позволят транзакциям выполняться параллельно, но без оказания взаимного влияния друг на друга, и, привести БД в состояние, которое может быть достигнуто при использовании последовательного графика.

В отношении достижения упорядоченности весьма важен порядок выполнения операций чтения и записи данных.

• Если две транзакции считывают некоторый элемент данных, они не будут конфликтовать между собой и порядок их выполнения не имеет значения.

• Если две транзакции считывают или записывают совершенно независимые элементы данных, они не будут конфликтовать между собой и порядок их выполнения не имеет значения.

• Если одна транзакция записывает элемент данных, а другая транзакция этот же элемент данных считывает или записывает, порядок их выполнения имеет существенное значение.

Пример эквивалентных графиков:

Вариант А – непоследовательный график S1

Вариант Б – непоследовательный график S2, эквивалентный графику S1

Вариант В – последовательный график S3, эквивалентный графикам S1 и S2.

Таблица 39

Поскольку операции записи на счет а1 в Т8 не конфликтует с последующей операцией чтения в1 в Т7, можно изменить порядку выполнения этих операций и получить эквивалентный график S2.

Если поменять порядок выполнения и следующих не конфликтующих между собой операций, то мы получим эквивалентный последовательный график S3.

Если в результате упорядочивания можно получить последовательный график, то этот тип упорядочивания принято называть конфликтным упорядочиванием. В конфликтно упорядоченном графике порядок выполнения любых конфликтующих операций соответствует размещению в последовательном графике.

Характеристики

Список файлов книги