लेनदेन र तिनीहरूको नियन्त्रण संयन्त्र

लेनदेन

लेनदेन डेटामा सञ्चालनको एक अनुक्रम हो जसको सुरुवात र अन्त्य हुन्छ।

लेनदेन पढ्ने र लेख्ने कार्यहरूको क्रमिक कार्यान्वयन हो। लेनदेनको अन्त्य या त परिवर्तनहरू बचत गर्न (कमिट) वा परिवर्तनहरू रद्द गर्न (रोलब्याक) हुन सक्छ। डाटाबेसको सम्बन्धमा, लेनदेनले धेरै अनुरोधहरू समावेश गर्दछ जुन एकल अनुरोधको रूपमा व्यवहार गरिन्छ।

लेनदेनले ACID गुणहरू पूरा गर्नुपर्छ

आणविकता। लेनदेन या त पूर्ण रूपमा पूरा भएको छ वा पूर्ण रूपमा छैन।

एकरूपता। लेनदेन पूरा गर्दा, डाटामा लगाइएको प्रतिबन्धहरू (उदाहरणका लागि, डाटाबेसमा अवरोधहरू) उल्लङ्घन हुनु हुँदैन। एकरूपताले प्रणालीलाई एक सही अवस्थाबाट अर्को सही राज्यमा स्थानान्तरण गरिने जनाउँछ।

आइसोलेसन। समानान्तरमा चलिरहेको लेनदेनहरूले एकअर्कालाई प्रभाव पार्नु हुँदैन, उदाहरणका लागि, अर्को लेनदेनले प्रयोग गरेको डेटा परिवर्तन गर्नुहोस्। समानान्तर लेनदेनहरू कार्यान्वयनको नतिजा लेनदेनहरू क्रमिक रूपमा निष्पादित भए जस्तै हुनुपर्छ।

दिगोपन। एकपटक प्रतिबद्ध भएपछि, परिवर्तनहरू गुमाउनु हुँदैन।

लेनदेन लग

लग ले लेनदेन द्वारा गरिएका परिवर्तनहरू भण्डारण गर्दछ, प्रणाली विफलताको घटनामा डाटाको परमाणु र स्थिरता सुनिश्चित गर्दछ।

लग मा डेटा पहिले र पछि लेनदेन द्वारा परिवर्तन भएको मानहरू समावेश गर्दछ। लेख्नुहोस्-अगाडि लग रणनीति सुरु हुनु अघि अघिल्लो मानहरू बारे लग प्रविष्टि थप्न आवश्यक छ, र लेनदेन पूरा भएपछि अन्तिम मानहरूको बारेमा। प्रणालीको अचानक बन्दको घटनामा, डाटाबेसले उल्टो क्रममा लग पढ्छ र लेनदेनहरूद्वारा गरिएका परिवर्तनहरू रद्द गर्दछ। अवरोधित लेनदेनको सामना गरिसकेपछि, डाटाबेसले यसलाई कार्यान्वयन गर्दछ र लगमा यसको बारेमा परिवर्तन गर्दछ। असफलताको समयमा राज्यमा भएकोले, डाटाबेसले लग इन फर्वार्ड अर्डर पढ्छ र लेनदेनहरूद्वारा गरिएका परिवर्तनहरू फर्काउँछ। यसरी, पहिले नै प्रतिबद्ध लेनदेनको स्थायित्व र अवरोधित लेनदेनको आणविकता सुरक्षित गरिन्छ।

केवल असफल लेनदेनहरू पुन: कार्यान्वयन रिकभरीको लागि पर्याप्त छैन।

उदाहरण। प्रयोगकर्ताको खातामा $ 500 छ र प्रयोगकर्ताले यसलाई ATM बाट निकाल्ने निर्णय गर्दछ। दुई वटा कारोबार भइरहेको छ। पहिलोले ब्यालेन्स मान पढ्छ र यदि ब्यालेन्समा पर्याप्त रकम छ भने, यसले प्रयोगकर्तालाई पैसा जारी गर्छ। दोस्रोले ब्यालेन्सबाट आवश्यक रकम घटाउँछ। मानौं प्रणाली क्र्यास भयो र पहिलो अपरेशन असफल भयो, तर दोस्रोले गर्यो। यस अवस्थामा, हामी सकारात्मक ब्यालेन्सको साथ प्रणालीलाई यसको मूल स्थितिमा फिर्ता नगरी प्रयोगकर्तालाई पैसा पुन: जारी गर्न सक्दैनौं।

इन्सुलेशन स्तरहरू

प्रतिबद्ध पढ्नुहोस्

डर्टी रिड समस्या भनेको लेनदेनले अर्को लेनदेनको मध्यवर्ती नतिजा पढ्न सक्छ।

उदाहरण। प्रारम्भिक ब्यालेन्स मान $0 हो। T1 ले तपाईंको ब्यालेन्समा $50 थप्छ। T2 ले ब्यालेन्स मान ($ ५०) पढ्छ। T50 ले परिवर्तनहरू खारेज गर्छ र बाहिर निस्कन्छ। T1 गलत ब्यालेन्स डाटाको साथ कार्यान्वयन जारी राख्छ।

समाधान भनेको फिक्स्ड डाटा पढ्नु हो (Read Committed), जसले लेनदेनद्वारा परिवर्तन भएको डाटा पढ्न निषेध गर्दछ। यदि लेनदेन A ले डेटाको निश्चित सेट परिवर्तन गरेको छ भने, लेनदेन B, यो डेटा पहुँच गर्दा, लेनदेन A पूरा हुनको लागि पर्खन बाध्य हुन्छ।

दोहोर्याइएको पढाइ

हराएको अपडेट समस्या। T1 ले T2 को परिवर्तनहरूको शीर्षमा परिवर्तनहरू बचत गर्दछ।

उदाहरण। प्रारम्भिक ब्यालेन्स मान $0 हो र दुई लेनदेनहरू एकैसाथ ब्यालेन्स पुनःपूर्ति गर्दछ। T1 र T2 ले $0 को ब्यालेन्स पढ्छ। T2 त्यसपछि $200 मा $0 थप्छ र परिणाम बचत गर्दछ। T1 ले $100 मा $0 थप्छ र परिणाम बचत गर्छ। अन्तिम परिणाम $ 100 को सट्टा $ 300 हो।

दोहोर्याउन नसकिने पढ्ने समस्या। एउटै डाटा बारम्बार पढ्दा फरक मानहरू फर्काउँछ।

उदाहरण। T1 ले $0 को ब्यालेन्स मान पढ्छ। T2 ले ब्यालेन्समा $50 थप्छ र समाप्त हुन्छ। T1 ले डेटा फेरि पढ्छ र अघिल्लो नतिजासँग विसंगति फेला पार्छ।

दोहोर्याइएको पढाइले सुनिश्चित गर्दछ कि दोस्रो पढाइले उही परिणाम फर्काउँछ। लेनदेन पूरा नभएसम्म एक लेनदेन द्वारा पढिएको डेटा अन्यमा परिवर्तन गर्न सकिँदैन। यदि लेनदेन A ले डेटाको निश्चित सेट पढेको छ भने, लेनदेन B, यो डेटा पहुँच गर्दा, लेनदेन A पूरा हुनको लागि पर्खन बाध्य हुन्छ।

क्रमबद्ध पठन (क्रमबद्ध)

फ्यान्टम रिड्स समस्या। कुनै निश्चित अवस्थाको आधारमा डेटा चयन गर्ने दुई प्रश्नहरूले फरक मानहरू फर्काउँछ।

उदाहरण। T1 ले सबै प्रयोगकर्ताहरूको संख्या अनुरोध गर्दछ जसको ब्यालेन्स $0 भन्दा बढी छ तर $100 भन्दा कम छ। T2 ले $1 को ब्यालेन्स भएको प्रयोगकर्ताबाट $101 कटौती गर्छ। T1 ले अनुरोध पुन: जारी गर्दछ।

क्रमबद्ध पठन (क्रमबद्ध)। लेनदेनहरू पूर्ण रूपमा क्रमबद्ध रूपमा कार्यान्वयन गरिन्छ। अनुरोधको सर्तहरू भित्र पर्ने रेकर्डहरू अद्यावधिक गर्न वा थप्न निषेध गरिएको छ। यदि लेनदेन A ले सम्पूर्ण तालिकाबाट डेटा अनुरोध गरेको छ भने, लेनदेन A पूरा नभएसम्म सम्पूर्ण तालिका अन्य लेनदेनको लागि फ्रिज गरिएको छ।

अनुसूचीकर्ता

समानान्तर लेनदेनको क्रममा कार्यहरू सञ्चालन गरिनु पर्ने क्रम सेट गर्दछ।

अलगाव को एक निर्दिष्ट स्तर प्रदान गर्दछ। यदि अपरेशनको नतिजा तिनीहरूको अर्डरमा निर्भर गर्दैन भने, त्यस्ता अपरेशनहरू कम्युटेटिभ (परम्युटेबल) हुन्छन्। पढ्ने अपरेसनहरू र विभिन्न डेटामा सञ्चालनहरू कम्युटेटिभ छन्। पढ्नुहोस्-लेख्नुहोस् र लेख्नुहोस्-लेखन कार्यहरू कम्युटेटिभ छैनन्। अनुसूचकको कार्य समानान्तर लेनदेनहरूद्वारा गरिएका कार्यहरू अन्तर्वार्ता गर्नु हो ताकि कार्यान्वयनको परिणाम लेनदेनको अनुक्रमिक कार्यान्वयनको बराबर हो।

समानान्तर कार्यहरू नियन्त्रण गर्ने संयन्त्र (कन्करन्सी कन्ट्रोल)

आशावादी द्वन्द्वहरू पत्ता लगाउन र समाधान गर्नमा आधारित छ, निराशावादी द्वन्द्वहरू उत्पन्न हुनबाट रोक्नमा आधारित छ।

आशावादी दृष्टिकोणमा, धेरै प्रयोगकर्ताहरूसँग तिनीहरूको निपटानमा डेटाको प्रतिलिपिहरू छन्। सम्पादन पूरा गर्ने पहिलो व्यक्तिले परिवर्तनहरू बचत गर्छ, जबकि अरूले परिवर्तनहरू मर्ज गर्नुपर्छ। एक आशावादी एल्गोरिथ्मले द्वन्द्व हुन अनुमति दिन्छ, तर प्रणालीले द्वन्द्वबाट पुन: प्राप्ति गर्नुपर्छ।

निराशावादी दृष्टिकोणको साथ, डाटा क्याप्चर गर्ने पहिलो प्रयोगकर्ताले अरूलाई डाटा प्राप्त गर्नबाट रोक्छ। यदि द्वन्द्वहरू दुर्लभ छन् भने, आशावादी रणनीति छनौट गर्नु बुद्धिमानी हुन्छ, किनकि यसले उच्च स्तरको समरूपता प्रदान गर्दछ।

ताला लगाउँदै

यदि एक लेनदेनले डेटा लक गरेको छ भने, अन्य लेनदेनहरूले डेटा पहुँच गर्दा अनलक नभएसम्म पर्खनुपर्छ।

ब्लक डाटाबेस, तालिका, पङ्क्ति, वा विशेषतामा ओभरलेड गर्न सकिन्छ। साझा लक धेरै लेनदेनहरू द्वारा एउटै डाटामा लागू गर्न सकिन्छ, सबै लेनदेनहरू (यो लगाएको सहित) पढ्न अनुमति दिन्छ, परिमार्जन र विशेष क्याप्चर निषेध गर्दछ। विशेष लक केवल एक लेनदेन द्वारा लागू गर्न सकिन्छ, लागू गर्ने लेनदेनको कुनै पनि कार्यहरूलाई अनुमति दिन्छ, अरूले कुनै पनि कार्यहरू निषेध गर्दछ।

एक गतिरोध एक अवस्था हो जहाँ लेनदेन एक पेन्डिङ अवस्थामा समाप्त हुन्छ जुन अनिश्चित कालसम्म रहन्छ।

उदाहरण। पहिलो लेनदेनले दोस्रोले क्याप्चर गरेको डाटा जारी हुनको लागि पर्खन्छ, जबकि दोस्रोले पहिलोले क्याप्चर गरेको डाटा रिलीज हुनको लागि पर्खन्छ।

डेडलक समस्याको आशावादी समाधानले गतिरोध हुन अनुमति दिन्छ, तर त्यसपछि डेडलकमा संलग्न लेनदेनहरू मध्ये एक रोल ब्याक गरेर प्रणालीलाई पुन: प्राप्ति गर्दछ।

डेडलकहरू निश्चित अन्तरालहरूमा खोजी गरिन्छ। पत्ता लगाउने विधिहरू मध्ये एक समय अनुसार हो, त्यो हो, यदि लेनदेन पूरा हुन धेरै समय लाग्छ भने एक गतिरोध उत्पन्न भएको छ भनेर विचार गर्नुहोस्। जब एक गतिरोध फेला पर्यो, लेनदेन मध्ये एक रोलब्याक हुन्छ, अन्य लेनदेनहरूलाई गतिरोधमा संलग्न हुन अनुमति दिदै। पीडितको छनोट लेनदेनको मूल्य वा तिनीहरूको वरिष्ठता (पर्ख-मरो र घाउ-प्रतीक्षा योजनाहरू) मा आधारित हुन सक्छ।

हरेक लेनदेन T टाइमस्ट्याम्प तोकिएको छ TS लेनदेनको सुरु समय समावेश।

पर्खनुहोस्-मर्नुहोस्।

यदि TS(Ti) < TS(Tj), त्यसपछि Ti पर्खन्छ, अन्यथा Ti फिर्ता हुन्छ र उही टाइमस्ट्याम्पको साथ फेरि सुरु हुन्छ।

यदि एक जवान लेनदेनले स्रोत प्राप्त गरेको छ र पुरानो लेनदेनले उही स्रोत अनुरोध गर्दछ भने, पुरानो लेनदेनलाई पर्खन अनुमति दिइन्छ। यदि पुरानो लेनदेनले स्रोत प्राप्त गरेको छ भने, त्यो स्रोत अनुरोध गर्ने सानो लेनदेन फिर्ता हुनेछ।

घाउ - पर्खनुहोस्।

यदि TS(Ti) < TS(Tj), त्यसपछि Tj फिर्ता हुन्छ र उही टाइमस्ट्याम्पको साथ फेरि सुरु हुन्छ, अन्यथा Ti प्रतीक्षा गर्दै।

यदि एउटा सानो लेनदेनले स्रोत प्राप्त गरेको छ र पुरानो लेनदेनले उही स्रोतको लागि अनुरोध गर्दछ भने, सानो लेनदेन फिर्ता हुनेछ। यदि पुरानो लेनदेनले स्रोत प्राप्त गरेको छ भने, त्यो स्रोत अनुरोध गर्ने सानो लेनदेनलाई पर्खन अनुमति दिइन्छ। अग्रतामा आधारित पीडित चयनले गतिरोधलाई रोक्छ, तर गतिरोध नभएका लेनदेनहरूलाई फिर्ता गर्छ। समस्या यो हो कि लेनदेन धेरै पटक फिर्ता गर्न सकिन्छ किनभने ... पुरानो लेनदेनले लामो समयको लागि स्रोत समात्न सक्छ।

गतिरोध समस्याको निराशावादी समाधानले यदि गतिरोधको जोखिम छ भने लेनदेनलाई कार्यान्वयन गर्न अनुमति दिँदैन।

गतिरोध पत्ता लगाउनको लागि, एउटा ग्राफ बनाइन्छ (प्रतीक्षा ग्राफ, पर्खाइ-फर-ग्राफ), जसको ठाडोहरू लेनदेनहरू हुन्, र किनारहरू लेनदेनहरूबाट यो डेटा क्याप्चर गरेको लेनदेनमा डाटा रिलीजको लागि पर्खिरहेका छन्। यदि ग्राफमा लुप छ भने गतिरोध उत्पन्न भएको मानिन्छ। प्रतिक्षा ग्राफ निर्माण, विशेष गरी वितरित डाटाबेसहरूमा, एक महँगो प्रक्रिया हो।

दुई-चरण लक - लेनदेनको सुरुमा लेनदेन द्वारा प्रयोग गरिएका सबै स्रोतहरू कब्जा गरेर र अन्त्यमा तिनीहरूलाई जारी गरेर गतिरोधहरू रोक्छ।

सबै अवरुद्ध कार्यहरू पहिलो अनलक गर्नु अघि हुनुपर्छ। यसका दुई चरणहरू छन् - बढ्दो चरण, जसको समयमा ग्रिपहरू जम्मा हुन्छन्, र संकुचन चरण, जसको समयमा ग्रिपहरू जारी हुन्छन्। यदि कुनै एक स्रोतलाई कब्जा गर्न असम्भव छ भने, लेनदेन सुरु हुन्छ। यो सम्भव छ कि लेनदेन आवश्यक स्रोतहरू प्राप्त गर्न सक्षम हुनेछैन, उदाहरणका लागि, यदि धेरै लेनदेनहरू समान स्रोतहरूको लागि प्रतिस्पर्धा गर्छन्।

दुई-चरण प्रतिबद्धताले सुनिश्चित गर्दछ कि प्रतिबद्धता सबै डाटाबेस प्रतिकृतिहरूमा कार्यान्वयन गरिएको छ

प्रत्येक डाटाबेसले लगमा परिवर्तन हुने डाटाको बारेमा जानकारी प्रविष्ट गर्दछ र समन्वयकलाई ठीक छ (भोटिङ चरण) लाई जवाफ दिन्छ। सबैले ठीक प्रतिक्रिया दिएपछि, संयोजकले सबैलाई प्रतिबद्ध हुन बाध्य पार्दै संकेत पठाउँछन्। कमिट गरिसकेपछि, सर्भरहरूले ठीक प्रतिक्रिया दिन्छन्; यदि कम्तिमा एकले ठीकसँग प्रतिक्रिया दिँदैन भने, समन्वयकले सबै सर्भरहरूमा परिवर्तनहरू रद्द गर्न संकेत पठाउँदछ (समापन चरण)।

टाइमस्ट्याम्प विधि

पुरानो लेनदेन एक सानो लेनदेन द्वारा संलग्न डाटा पहुँच गर्न प्रयास गर्दा रोल ब्याक गरिन्छ

प्रत्येक लेनदेनलाई टाइमस्ट्याम्प तोकिएको छ TS कार्यान्वयनको सुरु समय अनुरूप। यदि Ti पुरानो Tj, त्यसपछि TS(Ti) < TS(Tj).

जब लेनदेन फिर्ता हुन्छ, यसलाई नयाँ टाइमस्ट्याम्प तोकिन्छ। प्रत्येक डाटा वस्तु Q लेनदेन मा संलग्न दुई लेबल संग चिन्ह लगाइएको छ। W-TS(Q) - सबैभन्दा कान्छो लेनदेनको टाइमस्ट्याम्प जसले सफलतापूर्वक रेकर्ड पूरा गर्यो Q. R-TS(Q) - सबैभन्दा कान्छो लेनदेनको टाइमस्ट्याम्प जसले पढ्ने रेकर्ड प्रदर्शन गर्यो Q.

जब लेनदेन हुन्छ T डाटा पढ्न अनुरोध Q त्यहाँ दुई विकल्प छन्।

यदि TS(T) < W-TS(Q), त्यो हो, डाटा एक सानो लेनदेन द्वारा अद्यावधिक गरिएको थियो, त्यसपछि लेनदेन T फिर्ता हुन्छ।

यदि TS(T) >= W-TS(Q), त्यसपछि पढाइ गरिन्छ र R-TS(Q) हुन्छ MAX(R-TS(Q), TS(T)).

जब लेनदेन हुन्छ T डाटा परिवर्तन अनुरोध गर्दछ Q त्यहाँ दुई विकल्प छन्।

यदि TS(T) < R-TS(Q), त्यो हो, डाटा पहिले नै एक सानो लेनदेन द्वारा पढिएको छ र यदि परिवर्तन गरियो भने, एक विवाद उत्पन्न हुनेछ। लेनदेन T फिर्ता हुन्छ।

यदि TS(T) < W-TS(Q), अर्थात्, लेनदेनले नयाँ मान ओभरराइट गर्ने प्रयास गर्छ, लेनदेन T लाई फिर्ता गरिएको छ। अन्य अवस्थामा, परिवर्तन गरिन्छ र W-TS(Q) बराबर बन्छ TS(T).

कुनै महँगो प्रतीक्षा ग्राफ निर्माण आवश्यक छैन। पुरानो लेनदेनहरू नयाँहरूमा निर्भर हुन्छन्, त्यसैले प्रतीक्षा ग्राफमा कुनै चक्रहरू छैनन्। त्यहाँ कुनै गतिरोधहरू छैनन् किनभने लेनदेनहरू पर्खाइँदैन तर तुरुन्तै फिर्ता हुन्छ। क्यास्केडिङ रोलब्याकहरू सम्भव छन्। यदि Ti टाढा लुकेको र Tj मैले परिवर्तन गरेको डाटा पढें Ti, त्यसपछि Tj पनि फिर्ता गर्नुपर्छ। यदि एकै समयमा Tj पहिले नै प्रतिबद्ध भइसकेको छ, तब स्थायित्वको सिद्धान्तको उल्लङ्घन हुनेछ।

क्यास्केडिङ रोलब्याकको समाधान मध्ये एक। लेनदेनको अन्त्यमा सबै लेखन कार्यहरू पूरा हुन्छ, र अन्य लेनदेनहरूले त्यो सञ्चालन पूरा हुनको लागि पर्खनुपर्छ। लेनदेनहरू पढ्नु अघि प्रतिबद्ध हुन पर्खनुहोस्।

थमस लेख्ने नियम - टाइमस्ट्याम्प विधिको भिन्नता जसमा साना लेनदेनद्वारा अद्यावधिक गरिएको डाटालाई पुरानोले ओभरराइट गर्न निषेध गरिएको छ।

लेनदेन T डाटा परिवर्तन अनुरोध गर्दछ Q। यदि TS(T) < W-TS(Q), अर्थात्, लेनदेनले नयाँ मान ओभरराइट गर्ने प्रयास गर्दछ, लेनदेन T लाई टाइमस्ट्याम्प विधिमा जस्तै रोल ब्याक गरिएको छैन।

स्रोत: www.habr.com