Учебно-практическое пособие москва 2017 ббк
жүктеу/скачать 3,05 Mb. Pdf көрінісі
|
Язык SQL. Базовый курс
| 9 Транзакции
Детальное понимание механизмов выполнения транзакций придет с опытом. В этом разде- ле мы дадим самое первое представление об этом важном и мощном инструменте, которым обладают все серьезные СУБД, включая PostgreSQL. Транзакция — это совокупность операций над базой данных, которые вместе образу- ют логически целостную процедуру, и могут быть либо выполнены все вместе, либо не будет выполнена ни одна из них. В простейшем случае транзакция состоит из од- ной операции. Транзакции являются одним из средств обеспечения согласованности (непротиво- речивости) базы данных, наряду с ограничениями целостности (constraints), накла- дываемыми на таблицы. Транзакция переводит базу данных из одного согласован- ного состояния в другое согласованное состояние. В качестве примера транзакции в базе данных «Авиаперевозки» можно привести процедуру бронирования билета. Она будет включать операции INSERT, выполняемые над таблицами «Бронирования» (bookings), «Билеты» (tickets) и «Перелеты» (ticket_flights). В результате выполнения этой транзакции должно обеспечиваться следующее соотношение: значение атрибу- та total_amount в строке таблицы bookings должно быть равно сумме значений ат- рибута amount в строках таблицы ticket_flights, связанных с этой строкой таблицы bookings. Если операции данной транзакции будут выполнены частично, тогда может оказаться, например, что общая сумма бронирования будет не равна сумме стоимо- стей перелетов, включенных в это бронирование. Очевидно, что это несогласованное состояние базы данных. Транзакция может иметь два исхода: первый — изменения данных, произведенные в ходе ее выполнения, успешно зафиксированы в базе данных, а второй исход таков — транзакция отменяется, и отменяются все изменения, выполненные в ее рамках. От- мена транзакции называется откатом (rollback). Сложные информационные системы, как правило, предполагают одновременную ра- боту многих пользователей с базой данных, поэтому современные СУБД предлагают специальные механизмы для организации параллельного, т. е. одновременного, вы- полнения транзакций. Реализованы такие механизмы и в PostgreSQL. Реализация транзакций в СУБД PostgreSQL основана на многоверсионной модели (Multiversion Concurrency Control, MVCC). Эта модель предполагает, что каждый SQL- оператор видит так называемый снимок данных (snapshot), т. е. то согласованное со- стояние (версию) базы данных, которое она имела на определенный момент време- ни. При этом параллельно исполняемые транзакции, даже вносящие изменения в базу данных, не нарушают согласованности данных этого снимка. Такой результат в PostgreSQL достигается за счет того, что когда параллельные транзакции изменяют одни и те же строки таблиц, тогда создаются отдельные версии этих строк, доступные соответствующим транзакциям. Это позволяет ускорить работу с базой данных, од- нако требует больше дискового пространства и оперативной памяти. И еще одно важ- ное следствие применения MVCC — операции чтения никогда не блокируются опе- рациями записи, а операции записи никогда не блокируются операциями чтения. Согласно теории баз данных, транзакции должны обладать следующими свойства- ми: 199 1. Атомарность (atomicity). Это свойство означает, что либо транзакция будет за- фиксирована в базе данных полностью, т. е. будут зафиксированы результаты выполнения всех ее операций, либо не будет зафиксирована ни одна операция транзакции. 2. Согласованность (consistency). Это свойство предписывает, чтобы в результате успешного выполнения транзакции база данных была переведена из одного со- гласованного состояния в другое согласованное состояние. 3. Изолированность (isolation). Во время выполнения транзакции другие транзак- ции должны оказывать по возможности минимальное влияние на нее. 4. Долговечность (durability). После успешной фиксации транзакции пользователь должен быть уверен, что данные надежно сохранены в базе данных и впослед- ствии могут быть извлечены из нее, независимо от последующих возможных сбоев в работе системы. Для обозначения всех этих четырех свойств используется аббревиатура ACID. При параллельном выполнении транзакций теоретически возможны следующие фе- номены. 1. Потерянное обновление (lost update). Когда разные транзакции одновременно изменяют одни и те же данные, то после фиксации изменений может оказаться, что одна транзакция перезаписала данные, обновленные и зафиксированные другой транзакцией. 2. «Грязное» чтение (dirty read). Транзакция читает данные, измененные парал- лельной транзакцией, которая еще не завершилась. Если эта параллельная транзакция в итоге будет отменена, тогда окажется, что первая транзакция про- читала данные, которых нет в системе. 3. Неповторяющееся чтение (non-repeatable read). При повторном чтении тех же самых данных в рамках одной транзакции оказывается, что другая транзакция успела изменить и зафиксировать эти данные. В результате тот же самый запрос выдает другой результат. 4. Фантомное чтение (phantom read). Транзакция выполняет повторную выбор- ку множества строк в соответствии с одним и тем же критерием. В интервале времени между выполнением этих выборок другая транзакция добавляет но- вые строки и успешно фиксирует изменения. В результате при выполнении по- вторной выборки в первой транзакции может быть получено другое множество строк. 5. Аномалия сериализации (serialization anomaly). Результат успешной фиксации группы транзакций, выполняющихся параллельно, не совпадает с результатом ни одного из возможных вариантов упорядочения этих транзакций, если бы они выполнялись последовательно. Перечисленные феномены, а также ситуации, в которых они имеют место, будут рас- смотрены подробно и проиллюстрированы примерами. Поясним кратко, в чем состоит смысл концепции сериализации. Для двух транзак- ций, скажем, A и B, возможны только два варианта упорядочения при их последова- тельном выполнении: сначала A, затем B или сначала B, затем A. Причем результаты 200 реализации двух вариантов могут в общем случае не совпадать. Например, при вы- полнении двух банковских операций — внесения некоторой суммы денег на какой-то счет и начисления процентов по этому счету — важен порядок выполнения операций. Если первой операцией будет увеличение суммы на счете, а второй — начисление процентов, тогда итоговая сумма будет больше, чем при противоположном порядке выполнения этих операций. Если описанные операции выполняются в рамках двух различных транзакций, то оказываются возможными различные итоговые результа- ты, зависящие от порядка их выполнения. Сериализация двух транзакций при их жүктеу/скачать 3,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|