13. Организация многопользовательского доступа

1. Организация параллельного доступа.

2. Разделение прав доступа.

Организация параллельного доступа.

При параллельном доступе одновременно генерируется несколько потоков транзакций. При неуправляемой последовательности операций будет нарушаться изолированность и возможно потеря целостности.

Изолированность – состояние работы, при котором пользователь не ощущает присутствия других лиц.

Основные варианты нарушений:

• потеря изменений:

Т1	Т2	Состояние
ЧтА		А0
	ЧтА	А0
ИзмА		А1
	ИзмА	А2
	[откат]	[А0]
ЧтА		А2 [А0]

Решение – запрет изменения данных, измененных другой транзакцией, до завершения этой транзакции.

• чтение грязных данных:

Т1	Т2	Состояние
ЧтА		А0 B0
ЧтВ		B0 A0
ИзмА		А1 B0 – грязные данные
	ЧтА	A1 B0
	ЧтВ	A1 B0
ИзмВ		A1 B1

A,B – связанные данные. Так мы прочитаем неверные данные. Решение – запрет чтения данных, изменяемых другой транзакцией до ее завершения.

• неповторяющееся чтение:

Т1	Т2	Состояние
ЧтА		A0
	ЧтА	A0
	ИзмА	A1
ЧтА		A1

Нарушение изолированности. Решение – запрет изменения данных, читаемых другой транзакцией до завершения транзакции:

Т1\Т2	W	R
W	а)	б)
R	в)	+

• фантомная запись:

Т1	Т2
Чт {А}
	Доб. в {A}
Чт {B}

{A} – набор данных.

Решение – полная блокировка набора данных, которые читаются.

Указанные 4 ситуации относятся к разным уровням изолированности. В СУБД реализуются 2-а или более уровня изолированности. В стандарте SQL-92 определены 4 уровня:

	Запрет Чт изм-ся	Запрет Изм чит-ся	Запрет доб-ия
read uncommitted	-	-	-
read committed	+	-	-
read repeatable	+	+	-
serializable	+	+	+

Реализуется исполнение транзакций с помощью следующих методов:

1. последовательное исполнение – выполняется только одна транзакция, остальные ждут ее завершения; для ускорения следует разрешить любую работу с различными данными и одновременное чтение одних и тех же данных;

2. метод синхронизационных захватов – используется несколько видов блокировок (обычно блокировка на чтение и блокировка на запись); если транзакции требуются данные и они свободны, то работаем; если заблокировано, то проверяем совместимость, при совместимости работаем, при несовместимости – ожидаем; для поддержки захватов используется двухфазный протокол синхронизации:

   1. 1 фаза – транзакция захватывает данные по мере обращения к ним:

2. 2 фаза – одновременное освобождение всех данных по завершению транзакции.

При двухфазном протоколе возможна взаимная блокировка:

При наличии тупика, ожидание будет бесконечным, необходимо нестандартное разрешение. Конфликты блокировок решаются следующими методами:

• полуавтоматический вариант: при обнаружении конфликта – запрос пользователю, пользователь принимает решение – ожидание или откат;

• автоматический – при обнаружении конфликта после заданного ожидания – автооткат транзакции (первой);

• анализ наличия тупика – автоматически определяется разрешимость конфликта, используется граф ожидания, в котором указаны транзакции и обрабатываемые объекты.

Тупику соответствует замкнутый цикл в графе.

Для обнаружения цикла используется редукция графа – поочередно выполняются два шага:

• удаление дуг от неожидающих транзакций;

• удаление дуг от свободных данных к транзакциям;

Если не удается удалить некоторый набор дуг, то это цикл. Для разрешения тупика откатываем одну из транзакций.

При высоком уровне интегрирования – большие затраты на ожидание. Для повышения быстродействия могут использоваться:

• многоуровневое блокирование: для записи, ячейки, кучи записей, и т.д. или всей таблицы (обычно при мелкой блокировке – много меток, при высокой – большой кусок);

• многоверсионная работа:

при записи из какой-либо транзакции, реагируем в соответствии с уровнем изолированности

• оптимистические методы блокировки – конфликты редки, поэтому блокировку ставим только в момент записи.

3) Временные метки – транзакция при инициализации получает метку – это время начала. При обращении к данным, транзакция метит его своей меткой. При обнаружении конфликта, метки сравниваются. Более молодая транзакция откатывается.