Способы организации транзакций и принципы блокировки доступа к данным.

Повышение эффективности работы при использовании небольших транзакций связано с тем, что при выполнении транзакции сервер накладывает на данные блокировки.

 

Блокировкой называется временное ограничение на выполнение некоторых операций обработки данных. Блокировка может быть наложена как на отдельную строку таблицы, так и на всю базу данных. Управлением блокировками на сервере занимается менеджер блокировок, контролирующий их применение и разрешение конфликтов. Транзакции и блокировки тесно связаны друг с другом. Транзакции накладывают блокировки на данные, чтобы обеспечить выполнение требований ACID. Без использования блокировок несколько транзакций могли бы изменять одни и те же данные.

 

Блокировка представляет собой метод управления параллельными процессами, при котором объект БД не может быть модифицирован без ведома транзакции, т.е. происходит блокирование доступа к объекту со стороны других транзакций, чем исключается непредсказуемое изменение объекта. Различают два вида блокировки:

 

блокировка записи – транзакция блокирует строки в таблицах таким образом, что запрос другой транзакции к этим строкам будет отменен;

блокировка чтения – транзакция блокирует строки так, что запрос со стороны другой транзакции на блокировку записи этих строк будет отвергнут, а на блокировку чтения – принят.

В СУБД используют протокол доступа к данным, позволяющий избежать проблемы параллелизма. Его суть заключается в следующем:

 

транзакция, результатом действия которой на строку данных в таблице является ее извлечение, обязана наложить блокировку чтения на эту строку;

транзакция, предназначенная для модификации строки данных, накладывает на нее блокировку записи;

если запрашиваемая блокировка на строку отвергается из-за уже имеющейся блокировки, то транзакция переводится в режим ожидания до тех пор, пока блокировка не будет снята;

блокировка записи сохраняется вплоть до конца выполнения транзакции.

Решение проблемы параллельной обработки БД заключается в том, что строки таблиц блокируются, а последующие транзакции, модифицирующие эти строки, отвергаются и переводятся в режим ожидания. В связи со свойством сохранения целостности БД транзакции являются подходящими единицами изолированности пользователей. Действительно, если каждый сеанс взаимодействия с базой данных реализуется транзакцией, то пользователь начинает с того, что обращается к согласованному состоянию базы данных – состоянию, в котором она могла бы находиться, даже если бы пользователь работал с ней в одиночку.

 

Журнал транзакций, его назначение и функции.

Журнализация изменений — функция СУБД, которая сохраняет информацию, необходимую для восстановления базы данных в предыдущее согласованное состояние в случае логических или физических отказов.

 

В простейшем случае журнализация изменений заключается в последовательной записи во внешнюю память всех изменений, выполняемых в базе данных. Записывается следующая информация:

 

порядковый номер, тип и время изменения;

идентификатор транзакции;

объект, подвергшийся изменению (номер хранимого файла и номер блока данных в нём, номер строки внутри блока);

предыдущее состояние объекта и новое состояние объекта.

Формируемая таким образом информация называется журнал изменений базы данных. Журнал содержит отметки начала и завершения транзакции, и отметки принятия контрольной точки (см. ниже).

 

Многотабличные запросы.

Одна из наиболее важных особенностей запросов SQL - это их способность определять связи между многочисленными таблицами и выводить всю информацию из них в терминах этих связей, внутри одной команды. Этот вид операции называется – соединением (JOIN).

 

Чтобы понять, как в SQL реализуются многотабличные запросы, рассмотрим запрос, который соединяет данные из двух различных таблиц.

 

Составить список всех сотрудников, работающих в Минском отделении.

 

SELECT fname, lname, position, S.tel_no

 

FROM branch B, staff S

 

WHERE B.bno=S.bno AND city=‘Минск’;

 

При отработке запроса СУБД должна произвести ряд действий, связанных с соединением таблиц branch и staff. Так сначала просматривается столбец city с целью фильтрации строк со значениями отличными от значения ‘Минск’, далее для отфильтрованных строк таблицы определяются значения столбца bno как идентификаторов Минских отделений. После этого просматривается таблица staff F с целью выявления строк со значениями в столбце bno соответствующими идентификатору первого выявленного Минского офиса. В найденных строках оставляются значения столбцов указанных после ключевого слова SELECT. Далее эта же таблица просматривается для выявления строк соответствующих “второму” Минскому офису и т. д. до последнего. В итоге формируется таблица результатов с запрошенной информацией.

 

Отметим некоторые особенности многотабличных запросов. Как видно из примера, в многотабличном запросе часто используются полные имена столбцов, при этом в предложении FROM указываются псевдонимы таблиц, чтобы упростить обращение к столбцам по полному имени, а также обеспечить однозначность ссылок на столбцы.