Транзакции и блокировки в объектно-ориентированных СУБД.

 

Транзакции

В соответствии со стандартом ODMG 2.0 транзакции представляют логический блок, гарантирующий атомарность (atomicity), целостность (consistency), изолированность (isolation) и долговечность (durability). Атомарность предполагает, что операции в рамках транзакции либо полностью выполняются, либо полностью не выполняются. В соответствии с требованием целостности, транзакция, инициируемая в находящейся во внутренне логически связанном состоянии базе данных, приводит ее в другое логически связанное состояние. Изолированность гарантирует, что ни один другой пользователь не сможет увидеть изменений, проводимых в рамках этой транзакции, пока не будет выполнена операция commit («принять»). Долговечность означает, что изменения, проведенные в рамках транзакции и сохраненные в базе данных операцией commit, сохранятся даже в том случае, если произойдет сбой системы. Это свойство гарантирует, что для завершенных операцией commit транзакций данные не будут потеряны. На примере ООСУБД Versant рассмотрим наиболее типичные виды транзакций: короткие, длинные, вложенные.

 

Короткие транзакции характеризуются малым временем выполнения; они могут существовать только в рамках сеанса работы с ООСУБД. Это наиболее простой вид транзакций, реализованный во всех современных СУБД. Все объекты подлежащие изменениям блокируются, а после принятия транзакции разблокируются, изменения же записываются в базу данных.

 

Длинные транзакции предназначены для увеличения производительности при групповой работе. Реализовано это следующим образом. Например, в Versant можно создавать персональные и групповые базы. Для снижения вычислительной нагрузки на центральный сервер при одновременной работе большого числа пользователей в Versant предлагает пользователям, постоянно работающим с определенными объектами, возможность организации персональной базы данных. Пользователи работают со своей базой, а объекты из нее синхронизируются с групповой базой данных. Пользователь, начав длинную транзакцию, тем самым отмечает объекты, с которыми предстоит работать в групповой базе данных (операция «поставить на контроль» — check out). Эти объекты копируются в его персональную базу, а в групповой базе блокируются, причем блокировать их можно как на запись, так и на чтение. В групповой базе создается объект, содержащий все данные о длинных транзакциях. В случае повреждения групповой базы или физического отключения сервера групповой базы пользователь сможет продолжать работу с объектами в своей персональной базе, а после восстановления групповой базы — синхронизировать объекты. Перед завершением длинной транзакции пользователь должен поместить все измененные объекты обратно в основную базу (операция «зарегистрировать» — check in). После этого объекты копируются в основную базу, а блокировка снимается. В случае аварийного завершения длинной транзакции все изменения будут потеряны.

 

Вложенные транзакции по принципу функционирования аналогичны коротким. В процессе выполнения одной транзакции формируются другие. Если в текущем сеансе работает один процесс, то создается стек, а если несколько процессов — дерево транзакций.

 

Блокировки

Назначение блокировок — гарантировать монопольность использования объекта конкретным пользователем с целью предотвращения одновременного изменения данных. В соответствии с терминологией, принятой в системе Versant [14], существуют короткие, продолжительные и оптимистические блокировки.

 

Короткие блокировки (short lock) предназначены для обеспечения последовательного доступа к данных при многопользовательском режиме работы. Они автоматически выполняются во время выполнения коротких транзакций.

 

Продолжительные блокировки (persistent lock) обеспечивают блокирование объектов на продолжительное время — часы, дни, недели. Применяются совместно с длинными транзакциями. При этом объект может быть заблокирован несколькими способами: с исключением снятия другим процессом (hard lock); с возможностью снятия другим процессом (soft lock); по конкретным операциям.