 |
|
Версионно-блокировочный протокол сериализации транзакций для поддержки только читающих транзакций
В заключение обсудим гибридный протокол, поддерживающий эффективное выполнение транзакций, не изменяющих состояние базы данных (Multiversion Protocol for Read-Only Transactions, ROMV). При применении этого протокола при образовании каждой транзакции явно указывается ее тип – только читающая (read-only) или изменяющая (update) транзакция. В только читающих транзакциях допускается использование только операций чтения объектов базы данных, а в изменяющих транзакциях – операций и чтения, и записи.
Изменяющие транзакции выполняются в соответствии с обычным протоколом 2PL, т.е. перед выполнением операции чтения или записи объекта базы данных o этот объект должен быть заблокирован в режиме S или X соответственно, и блокировки объектов удерживаются до конца изменяющей транзакции. Каждая операции записи объекта o создает его новую версию, которая при завершении транзакции помечается временной меткой, соответствующей моменту фиксации этой транзакции.
Каждая только читающая транзакция при своем образовании получает соответствующую временную метку. При выполнении операции чтения объекта базы данных o транзакция получает доступ к версии объекта o, образованной изменяющей транзакцией, которая хронологически последней зафиксировалась к моменту образования данной читающей транзакции.
Основным плюсом протокола ROMV по сравнению с ранее описанным протоколом 2V2PL является принципиальное отсутствие синхронизационных задержек при выполнении операций чтения только читающих транзакций. Если сравнивать ROMV с MVTO, то он выигрывает в принципиальном отсутствии откатов только читающих транзакций. Конечно, при работе изменяющих транзакций возможно возникновение синхронизационных тупиков и откатов, и здесь требуется использовать обычные методы распознавания и разрушения тупиков.
Кроме того, при использовании протокола ROMV в базе данных может возникать произвольное число версий объектов. Требуется создание специального сборщика мусора, который должен удалять ненужные версии данных. Простейший сборщик мусора удаляет все неиспользуемые версии, значения временных меток которых меньше значения временной метки старейшей активной только читающей транзакции.
Заключение
В этой лекции описаны основные принципы управления транзакциями в системах управления базами данных, различные методы, алгоритмы и протоколы, способствующие достижению целей управления транзакциями. Следует заметить, что существует достаточно развитая теория управления транзакциями с собственными средствами формализации постановки задач и доказательства корректности алгоритмов. Для обеспечения более простого понимания сути материала в него не включены все эти формализмы.
В лекции описаны два основных подхода к сериализации транзакций – на основе синхронизационных блокировок и временных меток. У каждого из этих подходов имеются свои достоинства и недостатки, но на практике существенно больше распространен метод синхронизационных блокировок. В заключение лекции были рассмотрены расширения этих подходов с применением версий объектов базы данных. Соответствующие алгоритмы и протоколы позволяют уменьшить число потенциальных конфликтов транзакций, но для их поддержки требуются дополнительные расходы внешней памяти и усложнение общей архитектуры СУБД.