Firebird РУКОВОДСТВО РАЗРАБОТЧИКА БАЗ ДАННЫХ
Шрифт:
* Фантомные строки (phanthom rows) появляются, когда один пользователь может выбирать некоторые, но не все новые строки, введенные другими пользователями. Опять же, это может быть применимо в одних ситуациях, однако это будет искажать результаты некоторых процессов.
* Перекрывающиеся транзакции могут возникать, когда изменения строки одним пользователем влияют на данные в других строках в той же таблице или в других таблицах, к которым обращаются другие пользователи. Это обычно связано с синхронизацией, проявляющейся, когда нет способа управлять или предсказать последовательность, в которой
Для решения таких проблем Firebird использует модель управления, которая изолирует каждую задачу внутри уникального контекста, ограничивающего последствия, если работа такой задачи может вызвать перекрытие работы, выполненной другими задачами. Состояние базы данных не может изменяться, если существуют какие-либо конфликты.
! ! !
ПРИМЕЧАНИЕ. Firebird не допускает "грязное" чтение. При некоторых условиях он специально позволяет невоспроизводимое чтение.
. ! .
Свойства ACID
Сейчас прошло уже более 20 лет с того времени, как два исследователя, Тэо Хедер (Theo Haerder) и Андреас Рютер (Andreas Reuter), опубликовали обзор, описывающий поддержание целостности базы данных в параллельно изменяемой среде. Они объединили требования в четыре правила, названные атомарность (atomicity), согласованность (consistency), изолированность (isolation) и устойчивость (durability) - аббревиатура ACID [87] . В течение последующих лет концепция ACID стала эталоном для реализации транзакций в системах баз данных.
87
Theo Haerder and Andreas Reuter, "Principles of Transaction-Oriented Database Recovery", ACM Computing Surveys 15(4) (1983): 287-317.
Атомарность
Транзакция (называемая также единицей работы) описывается как множество действий, преобразующих данные. Чтобы быть "атомарной", транзакция должна быть реализована таким образом, чтобы обеспечить принцип "все или ничего, когда выполняются либо все операции, либо ни одна из них" [88] . Транзакция либо завершается полностью (подтверждается, commit), либо отменяется (откатывается, rollback).
Согласованность
88
Andreas Reuter and Jim Gray, Transaction Processing Concepts and Techniques (San Francisco, С A: Morgan Kaufmann, 1993).
Предполагается, что транзакции выполняют корректные преобразования состояния абстрактной системы - т. е. база данных должна оставаться в согласованном состоянии после завершения транзакции, независимо от того, была ли она подтверждена или отменена. Концепция транзакции предполагает, что программисты имеют механизм, позволяющий им объявлять и
Изолированность
В то время как транзакция изменяет совместно используемые данные, система должна создать для каждой транзакции иллюзию, что она выполняется изолированно; ей
должно казаться, что все другие транзакции выполнялись или до того, как она началась, или после того, как она завершилась. В процессе перехода данных из начального согласованного состояния в конечное согласованное состояние может существовать несогласованное состояние базы данных, но никакие данные не могут быть подвержены изменениям со стороны других транзакций, пока не будут подтверждены изменения данной транзакции.
В главе 26 рассматриваются три уровня изоляции транзакций, реализованные в Firebird вместе со средствами реагирования на конфликты и предотвращения работы транзакции, которая накладывалась бы на работу другой транзакции.
Устойчивость
Когда транзакция завершается, ее изменения должны быть устойчивыми - т. е. новое состояние всех объектов, видимых другим транзакциям после подтверждения, будет сохранено и будет постоянным, независимо от наличия ошибок в оборудовании или краха программного обеспечения.
Контекст транзакции
Завершенное общение между клиентом и сервером называется транзакцией. Каждая транзакция имеет уникальный контекст, что приводит к тому, что транзакция будет изолирована от всех других транзакций указанным способом. Правила для контекста транзакции задаются в программе клиентского приложения, при передаче параметров транзакции. Транзакция стартует, когда клиент сообщает серверу о ее начале, получая с сервера дескриптор транзакции. Она остается активной, пока клиент не подтвердит работу (если это возможно) или не отменит ее.
Одна транзакция, много запросов
В Firebird любая операция, запрашиваемая клиентом, должна появиться в контексте какой-либо активной транзакции. Одна транзакция в своих границах может включать один или много клиентских запросов и ответов сервера. Одна транзакция может использовать более одной базы данных, осуществляя операции чтения и записи во многих базах данных в процессе решения задачи. Задачи, создающие базы данных или изменяющие их физическую структуру (одиночный оператор DDL или пакет таких операторов), также используют транзакции. Клиент и сервер имеют свои роли.
* Роль клиента: клиенты инициируют все транзакции. Когда запущена транзакция, клиент ответственен за передачу запросов на чтение и запись данных, а также за завершение (подтверждение или откат) каждой запущенной им транзакции.
Одно клиентское соединение может иметь много активных транзакций.
* Роль сервера: задачей сервера является отслеживание каждой транзакции и поддержание согласованного вида базы данных для каждой транзакции в ее контексте. Он должен управлять всеми запросами по изменению базы данных так, чтобы