इंटरसिस्टम्स आईआरआईएस ग्लोबल्स में लेनदेन

इंटरसिस्टम्स आईआरआईएस डीबीएमएस डेटा भंडारण के लिए दिलचस्प संरचनाओं का समर्थन करता है - ग्लोबल्स। अनिवार्य रूप से, ये लेनदेन के रूप में विभिन्न अतिरिक्त उपहारों के साथ बहु-स्तरीय कुंजियाँ हैं, डेटा ट्री, लॉक और अपनी स्वयं की ऑब्जेक्टस्क्रिप्ट भाषा को पार करने के लिए तेज़ फ़ंक्शन हैं।

लेखों की श्रृंखला में ग्लोबल्स के बारे में और पढ़ें "ग्लोबल्स डेटा संग्रहीत करने के लिए खजाना-तलवार हैं":

पेड़। भाग ---- पहला
पेड़। भाग ---- पहला
विरल सरणियाँ. भाग 3

मुझे इस बात में दिलचस्पी हो गई कि वैश्विक स्तर पर लेन-देन कैसे लागू किया जाता है, इसमें क्या विशेषताएं हैं। आख़िरकार, यह सामान्य तालिकाओं की तुलना में डेटा संग्रहीत करने के लिए एक पूरी तरह से अलग संरचना है। बहुत निचला स्तर.

जैसा कि रिलेशनल डेटाबेस के सिद्धांत से ज्ञात होता है, लेनदेन के अच्छे कार्यान्वयन को आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए एसिड:

ए - परमाणु (परमाणुता)। लेन-देन में किए गए सभी परिवर्तन या कोई भी परिवर्तन दर्ज नहीं किया जाता है।

सी - संगति। लेन-देन पूरा होने के बाद, डेटाबेस की तार्किक स्थिति आंतरिक रूप से सुसंगत होनी चाहिए। कई मायनों में यह आवश्यकता प्रोग्रामर से संबंधित है, लेकिन SQL डेटाबेस के मामले में यह विदेशी कुंजी से भी संबंधित है।

मैं- आइसोलेट. समानांतर में चलने वाले लेन-देन एक-दूसरे को प्रभावित नहीं करना चाहिए।

डी - टिकाऊ। लेन-देन के सफल समापन के बाद, निचले स्तर पर समस्याओं (उदाहरण के लिए बिजली की विफलता) से लेन-देन द्वारा बदले गए डेटा पर असर नहीं पड़ना चाहिए।

ग्लोबल्स गैर-संबंधपरक डेटा संरचनाएं हैं। इन्हें बहुत सीमित हार्डवेयर पर अत्यधिक तेज़ चलने के लिए डिज़ाइन किया गया था। आइए वैश्विक उपयोग में लेनदेन के कार्यान्वयन को देखें आधिकारिक आईआरआईएस डॉकर छवि.

आईआरआईएस में लेनदेन का समर्थन करने के लिए, निम्नलिखित कमांड का उपयोग किया जाता है: टीSTART, TCOMMIT, ट्रॉलबैक.

1. परमाणुता

जांचने का सबसे आसान तरीका परमाणुता है। हम डेटाबेस कंसोल से जाँच करते हैं।

Kill ^a
TSTART
Set ^a(1) = 1
Set ^a(2) = 2
Set ^a(3) = 3
TCOMMIT

फिर हम निष्कर्ष निकालते हैं:

Write ^a(1), “ ”, ^a(2), “ ”, ^a(3)

हमें मिला:

1 2 3

और सब ठीक है न। परमाणुता बनाए रखी जाती है: सभी परिवर्तन दर्ज किए जाते हैं।

आइए कार्य को जटिल बनाएं, एक त्रुटि प्रस्तुत करें और देखें कि लेनदेन कैसे सहेजा जाता है, आंशिक रूप से या बिल्कुल नहीं।

आइए फिर से परमाणुता की जाँच करें:

Kill ^A
TSTART
Set ^a(1) = 1
Set ^a(2) = 2
Set ^a(3) = 3

फिर हम जबरदस्ती कंटेनर को रोकेंगे, उसे लॉन्च करेंगे और देखेंगे.

docker kill my-iris

यह कमांड लगभग फोर्स शटडाउन के बराबर है, क्योंकि यह प्रक्रिया को तुरंत रोकने के लिए एक सिगकिल सिग्नल भेजता है।

शायद लेन-देन आंशिक रूप से सहेजा गया था?

WRITE ^a(1), ^a(2), ^a(3)
^
<UNDEFINED> ^a(1)

- नहीं, यह बच नहीं पाया है।

आइए रोलबैक कमांड आज़माएँ:

Kill ^A
TSTART
Set ^a(1) = 1
Set ^a(2) = 2
Set ^a(3) = 3
TROLLBACK

WRITE ^a(1), ^a(2), ^a(3)
^
<UNDEFINED> ^a(1)

कुछ भी नहीं बचा है.

2. संगति

चूँकि ग्लोबल्स पर आधारित डेटाबेस में, कुंजियाँ भी ग्लोबल्स पर बनाई जाती हैं (मैं आपको याद दिला दूं कि ग्लोबल एक रिलेशनल टेबल की तुलना में डेटा संग्रहीत करने के लिए एक निचले स्तर की संरचना है), स्थिरता की आवश्यकता को पूरा करने के लिए, कुंजी में एक बदलाव शामिल किया जाना चाहिए वैश्विक परिवर्तन के समान लेन-देन में।

उदाहरण के लिए, हमारे पास एक वैश्विक ^व्यक्ति है, जिसमें हम व्यक्तित्व संग्रहीत करते हैं और हम TIN को एक कुंजी के रूप में उपयोग करते हैं।

^person(1234567, ‘firstname’) = ‘Sergey’
^person(1234567, ‘lastname’) = ‘Kamenev’
^person(1234567, ‘phone’) = ‘+74995555555
...

अंतिम नाम और प्रथम नाम द्वारा त्वरित खोज करने के लिए, हमने ^सूचकांक कुंजी बनाई।

^index(‘Kamenev’, ‘Sergey’, 1234567) = 1

डेटाबेस को सुसंगत बनाने के लिए, हमें व्यक्तित्व को इस तरह जोड़ना होगा:

TSTART
^person(1234567, ‘firstname’) = ‘Sergey’
^person(1234567, ‘lastname’) = ‘Kamenev’
^person(1234567, ‘phone’) = ‘+74995555555
^index(‘Kamenev’, ‘Sergey’, 1234567) = 1
TCOMMIT

तदनुसार, हटाते समय हमें लेनदेन का भी उपयोग करना चाहिए:

TSTART
Kill ^person(1234567)
ZKill ^index(‘Kamenev’, ‘Sergey’, 1234567)
TCOMMIT

दूसरे शब्दों में, निरंतरता की आवश्यकता को पूरा करना पूरी तरह से प्रोग्रामर के कंधों पर निर्भर करता है। लेकिन जब वैश्विक लोगों की बात आती है, तो उनकी निम्न-स्तरीय प्रकृति के कारण यह सामान्य है।

3. अलगाव

यहीं से जंगलों की शुरुआत होती है। कई उपयोगकर्ता एक साथ एक ही डेटाबेस पर काम करते हैं, एक ही डेटा को बदलते हैं।

स्थिति तुलनीय है जब कई उपयोगकर्ता एक ही कोड रिपॉजिटरी के साथ एक साथ काम करते हैं और एक साथ कई फाइलों में बदलाव करने का प्रयास करते हैं।

डेटाबेस को वास्तविक समय में यह सब सुलझाना चाहिए। यह ध्यान में रखते हुए कि गंभीर कंपनियों में एक विशेष व्यक्ति भी होता है जो संस्करण नियंत्रण (शाखाओं के विलय, संघर्षों को हल करने आदि) के लिए जिम्मेदार होता है, और डेटाबेस को यह सब वास्तविक समय में करना होगा, कार्य की जटिलता और शुद्धता डेटाबेस डिज़ाइन और कोड जो इसे परोसता है।

यदि उपयोगकर्ता एक ही डेटा पर काम कर रहे हैं तो डेटाबेस टकराव से बचने के लिए उपयोगकर्ताओं द्वारा किए गए कार्यों का अर्थ नहीं समझ सकता है। यह केवल एक लेनदेन को पूर्ववत कर सकता है जो दूसरे के साथ टकराव करता है, या उन्हें क्रमिक रूप से निष्पादित कर सकता है।

एक और समस्या यह है कि लेनदेन के निष्पादन के दौरान (कमिट से पहले), डेटाबेस की स्थिति असंगत हो सकती है, इसलिए यह वांछनीय है कि अन्य लेनदेन को डेटाबेस की असंगत स्थिति तक पहुंच न हो, जो कि रिलेशनल डेटाबेस में हासिल की जाती है। कई तरीकों से: स्नैपशॉट बनाना, बहु-संस्करण पंक्तियाँ बनाना और आदि।

समानांतर में लेनदेन निष्पादित करते समय, हमारे लिए यह महत्वपूर्ण है कि वे एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें। यह अलगाव का गुण है.

SQL 4 अलगाव स्तरों को परिभाषित करता है:

• पढ़े लिखे
• पढ़ें गए
• दोबारा पढ़ने योग्य
• serializable

आइए प्रत्येक स्तर को अलग से देखें। प्रत्येक स्तर को लागू करने की लागत लगभग तेजी से बढ़ती है।

पढ़े लिखे - यह अलगाव का सबसे निचला स्तर है, लेकिन साथ ही सबसे तेज़ भी है। लेन-देन एक-दूसरे द्वारा किए गए परिवर्तनों को पढ़ सकते हैं।

पढ़ें गए अलगाव का अगला स्तर है, जो एक समझौता है। लेन-देन कमिट से पहले एक-दूसरे के परिवर्तनों को नहीं पढ़ सकते हैं, लेकिन वे कमिट के बाद किए गए किसी भी बदलाव को पढ़ सकते हैं।

यदि हमारे पास एक लंबा लेनदेन T1 है, जिसके दौरान लेनदेन T2, T3 ... Tn में प्रतिबद्धताएं हुईं, जो T1 के समान डेटा के साथ काम करती हैं, तो T1 में डेटा का अनुरोध करते समय हमें हर बार एक अलग परिणाम मिलेगा। इस घटना को नॉन-रिपीटेबल रीडिंग कहा जाता है।

दोबारा पढ़ने योग्य - इस अलगाव स्तर में हमारे पास गैर-दोहराने योग्य पढ़ने की घटना नहीं है, इस तथ्य के कारण कि डेटा को पढ़ने के प्रत्येक अनुरोध के लिए, परिणाम डेटा का एक स्नैपशॉट बनाया जाता है और जब उसी लेनदेन में पुन: उपयोग किया जाता है, तो स्नैपशॉट से डेटा प्रयोग किया जाता है। हालाँकि, इस अलगाव स्तर पर प्रेत डेटा को पढ़ना संभव है। इसका तात्पर्य उन नई पंक्तियों को पढ़ने से है जो समानांतर प्रतिबद्ध लेनदेन द्वारा जोड़ी गई थीं।

serializable - इन्सुलेशन का उच्चतम स्तर। इसकी विशेषता यह है कि लेन-देन में किसी भी तरह से उपयोग किया गया डेटा (पढ़ना या बदलना) पहले लेन-देन के पूरा होने के बाद ही अन्य लेन-देन के लिए उपलब्ध हो जाता है।

सबसे पहले, आइए जानें कि क्या लेनदेन में मुख्य थ्रेड से परिचालन का अलगाव है। आइए 2 टर्मिनल विंडो खोलें।

Kill ^t

Write ^t(1)
2

TSTART
Set ^t(1)=2

कोई अलगाव नहीं है. एक थ्रेड देखता है कि लेन-देन खोलने वाला दूसरा व्यक्ति क्या कर रहा है।

आइए देखें कि क्या विभिन्न धागों के लेनदेन में यह देखा जाता है कि उनके अंदर क्या हो रहा है।

आइए 2 टर्मिनल विंडो खोलें और समानांतर में 2 लेनदेन खोलें।

kill ^t
TSTART
Write ^t(1)
3

TSTART
Set ^t(1)=3

समानांतर लेनदेन एक दूसरे का डेटा देखते हैं। तो, हमें सबसे सरल, लेकिन सबसे तेज़ अलगाव स्तर भी मिला, पढ़ें अनकमिटेड।

सिद्धांत रूप में, वैश्विक स्तर पर इसकी अपेक्षा की जा सकती है, जिनके लिए प्रदर्शन हमेशा प्राथमिकता रही है।

यदि हमें ग्लोबल स्तर पर संचालन में उच्च स्तर के अलगाव की आवश्यकता हो तो क्या होगा?

यहां आपको यह सोचने की ज़रूरत है कि अलगाव के स्तर की आवश्यकता क्यों है और वे कैसे काम करते हैं।

उच्चतम अलगाव स्तर, सीरियलाइज़, का अर्थ है कि समानांतर में निष्पादित लेनदेन का परिणाम उनके अनुक्रमिक निष्पादन के बराबर है, जो टकराव की अनुपस्थिति की गारंटी देता है।

हम ऑब्जेक्टस्क्रिप्ट में स्मार्ट लॉक का उपयोग करके ऐसा कर सकते हैं, जिसके कई अलग-अलग उपयोग हैं: आप कमांड के साथ नियमित, वृद्धिशील, एकाधिक लॉकिंग कर सकते हैं ताला.

निचले अलगाव स्तर डेटाबेस गति को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए ट्रेड-ऑफ़ हैं।

आइए देखें कि हम तालों का उपयोग करके अलगाव के विभिन्न स्तरों को कैसे प्राप्त कर सकते हैं।

यह ऑपरेटर आपको न केवल डेटा बदलने के लिए आवश्यक विशेष लॉक लेने की अनुमति देता है, बल्कि तथाकथित साझा लॉक भी लेता है, जो डेटा को पढ़ने की आवश्यकता होने पर समानांतर में कई थ्रेड ले सकते हैं जिन्हें पढ़ने की प्रक्रिया के दौरान अन्य प्रक्रियाओं द्वारा नहीं बदला जाना चाहिए।

रूसी और अंग्रेजी में दो-चरण अवरोधन विधि के बारे में अधिक जानकारी:

→ दो चरण अवरोधन
→ दो-चरण लॉकिंग

कठिनाई यह है कि लेनदेन के दौरान डेटाबेस की स्थिति असंगत हो सकती है, लेकिन यह असंगत डेटा अन्य प्रक्रियाओं के लिए दृश्यमान होता है। इससे कैसे बचें?

ताले का उपयोग करके, हम दृश्यता विंडो बनाएंगे जिसमें डेटाबेस की स्थिति सुसंगत होगी। और सहमत राज्य की दृश्यता वाली ऐसी खिड़कियों तक सभी पहुंच तालों द्वारा नियंत्रित की जाएगी।

समान डेटा पर साझा किए गए लॉक पुन: प्रयोज्य होते हैं—कई प्रक्रियाएं उन्हें ले सकती हैं। ये ताले अन्य प्रक्रियाओं को डेटा बदलने से रोकते हैं, अर्थात। इनका उपयोग सुसंगत डेटाबेस स्थिति की विंडो बनाने के लिए किया जाता है।

डेटा परिवर्तन के लिए विशेष लॉक का उपयोग किया जाता है - केवल एक प्रक्रिया ही ऐसा लॉक ले सकती है। एक विशेष लॉक इसके द्वारा लिया जा सकता है:

1. कोई भी प्रक्रिया यदि डेटा मुफ़्त है
2. केवल वह प्रक्रिया जिसमें इस डेटा पर एक साझा लॉक है और वह एक विशेष लॉक का अनुरोध करने वाली पहली प्रक्रिया थी।

दृश्यता विंडो जितनी संकीर्ण होगी, अन्य प्रक्रियाओं को इसके लिए उतना ही लंबा इंतजार करना होगा, लेकिन इसके भीतर डेटाबेस की स्थिति उतनी ही अधिक सुसंगत हो सकती है।

पढ़ें_प्रतिबद्ध - इस स्तर का सार यह है कि हम केवल अन्य थ्रेड्स से प्रतिबद्ध डेटा देखते हैं। यदि किसी अन्य लेनदेन में डेटा अभी तक प्रतिबद्ध नहीं हुआ है, तो हम उसका पुराना संस्करण देखते हैं।

यह हमें लॉक जारी होने की प्रतीक्षा करने के बजाय काम को समानांतर करने की अनुमति देता है।

विशेष तरकीबों के बिना, हम आईआरआईएस में डेटा का पुराना संस्करण नहीं देख पाएंगे, इसलिए हमें ताले से काम चलाना होगा।

तदनुसार, हमें डेटा को केवल स्थिरता के क्षणों में पढ़ने की अनुमति देने के लिए साझा लॉक का उपयोग करना होगा।

मान लीजिए कि हमारे पास एक उपयोगकर्ता आधार व्यक्ति है जो एक दूसरे को धन हस्तांतरित करता है।

व्यक्ति 123 से व्यक्ति 242 में स्थानांतरण का क्षण:

LOCK +^person(123), +^person(242)
Set ^person(123, amount) = ^person(123, amount) - amount
Set ^person(242, amount) = ^person(242, amount) + amount
LOCK -^person(123), -^person(242)

डेबिट करने से पहले व्यक्ति 123 से धनराशि का अनुरोध करने का क्षण एक विशेष ब्लॉक (डिफ़ॉल्ट रूप से) के साथ होना चाहिए:

LOCK +^person(123)
Write ^person(123)

और यदि आपको अपने व्यक्तिगत खाते में खाता स्थिति दिखाने की आवश्यकता है, तो आप साझा लॉक का उपयोग कर सकते हैं या इसका उपयोग बिल्कुल नहीं कर सकते हैं:

LOCK +^person(123)#”S”
Write ^person(123)

हालाँकि, अगर हम मानते हैं कि डेटाबेस संचालन लगभग तुरंत किया जाता है (मैं आपको याद दिला दूं कि ग्लोबल्स एक रिलेशनल टेबल की तुलना में बहुत निचले स्तर की संरचना है), तो इस स्तर की आवश्यकता कम हो जाती है।

दोबारा पढ़ने योग्य - यह अलगाव स्तर डेटा के एकाधिक पढ़ने की अनुमति देता है जिसे समवर्ती लेनदेन द्वारा संशोधित किया जा सकता है।

तदनुसार, हमें जो डेटा बदलते हैं उसे पढ़ने पर एक साझा लॉक लगाना होगा और जो डेटा हम बदलते हैं उस पर एक्सक्लूसिव लॉक लगाना होगा।

सौभाग्य से, LOCK ऑपरेटर आपको एक विवरण में सभी आवश्यक तालों को विस्तार से सूचीबद्ध करने की अनुमति देता है, जिनमें से बहुत सारे हो सकते हैं।

LOCK +^person(123, amount)#”S”
чтение ^person(123, amount)

अन्य ऑपरेशन (इस समय समानांतर धागे ^व्यक्ति(123, राशि) को बदलने का प्रयास करते हैं, लेकिन नहीं कर सकते)

LOCK +^person(123, amount)
изменение ^person(123, amount)
LOCK -^person(123, amount)

чтение ^person(123, amount)
LOCK -^person(123, amount)#”S”

अल्पविराम से अलग किए गए तालों को सूचीबद्ध करते समय, उन्हें क्रमिक रूप से लिया जाता है, लेकिन यदि आप ऐसा करते हैं:

LOCK +(^person(123),^person(242))

फिर उन्हें एक ही बार में परमाणु रूप से लिया जाता है।

क्रमबद्ध करें - हमें लॉक सेट करना होगा ताकि अंततः सामान्य डेटा वाले सभी लेनदेन क्रमिक रूप से निष्पादित हो जाएं। इस दृष्टिकोण के लिए, अधिकांश तालों को विशिष्ट होना चाहिए और प्रदर्शन के लिए वैश्विक स्तर के सबसे छोटे क्षेत्रों पर ध्यान देना चाहिए।

यदि हम वैश्विक ^व्यक्ति में धन डेबिट करने के बारे में बात करते हैं, तो इसके लिए केवल SERIALIZE अलगाव स्तर ही स्वीकार्य है, क्योंकि धन को सख्ती से क्रमिक रूप से खर्च किया जाना चाहिए, अन्यथा एक ही राशि को कई बार खर्च करना संभव है।

4. स्थायित्व

मैंने कंटेनर की हार्ड कटिंग का उपयोग करके परीक्षण किया

docker kill my-iris

आधार ने उन्हें अच्छी तरह सहन किया। किसी भी समस्या की पहचान नहीं की गई.

निष्कर्ष

वैश्विक लोगों के लिए, इंटरसिस्टम्स आईआरआईएस के पास लेनदेन समर्थन है। वे वास्तव में परमाणु और विश्वसनीय हैं। ग्लोबल्स पर आधारित डेटाबेस की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, प्रोग्रामर प्रयासों और लेनदेन के उपयोग की आवश्यकता होती है, क्योंकि इसमें विदेशी कुंजी जैसी जटिल अंतर्निहित संरचनाएं नहीं होती हैं।

ताले का उपयोग किए बिना ग्लोबल्स का अलगाव स्तर रीड अनकमिटेड है, और ताले का उपयोग करते समय इसे सीरियलाइज़ स्तर तक सुनिश्चित किया जा सकता है।

ग्लोबल्स पर लेन-देन की शुद्धता और गति बहुत हद तक प्रोग्रामर के कौशल पर निर्भर करती है: पढ़ते समय जितना अधिक व्यापक रूप से साझा किए गए ताले का उपयोग किया जाता है, अलगाव का स्तर उतना ही अधिक होता है, और जितने अधिक संकीर्ण रूप से अनन्य ताले लिए जाते हैं, प्रदर्शन उतना ही तेज़ होता है।

स्रोत: www.habr.com