{"id":83337,"date":"2020-05-30T07:42:48","date_gmt":"2020-05-30T05:42:48","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/k-chemu-mozhet-privesti-oslablenie-urovnya-izolyaczii-tranzakczij-v-bazah-dannyh"},"modified":"2020-05-30T07:42:48","modified_gmt":"2020-05-30T05:42:48","slug":"k-chemu-mozhet-privesti-oslablenie-urovnya-izolyaczii-tranzakczij-v-bazah-dannyh","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pt\/blog\/administrirovanie\/k-chemu-mozhet-privesti-oslablenie-urovnya-izolyaczii-tranzakczij-v-bazah-dannyh","title":{"rendered":"Quais podem ser as consequ\u00eancias da redu\u00e7\u00e3o do n\u00edvel de isolamento de transa\u00e7\u00f5es em bancos de dados","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Ol\u00e1 a todos. Aqui \u00e9 Vladislav Rodin. Atualmente, sou o respons\u00e1vel pelo curso \"Arquiteto de Alta Carga\" na OTUS e tamb\u00e9m dou aulas em cursos dedicados \u00e0 arquitetura de software.
\n<\/i>
\nAl\u00e9m de lecionar, como voc\u00eas podem notar, tamb\u00e9m escrevo material autoral para o blog da OTUS no Habr, e hoje quero dedicar este artigo ao lan\u00e7amento do curso \u00abPostgreSQL\u00bb<\/a><\/noindex>, para o qual as inscri\u00e7\u00f5es est\u00e3o abertas no momento.<\/i><\/b><\/p>\n

\"Quais
\n<\/p>\n

Introdu\u00e7\u00e3o<\/h2>\n

\nEm da \u00faltima vez<\/a><\/noindex> N\u00f3s conversamos sobre como as transa\u00e7\u00f5es em bancos de dados servem para resolver duas tarefas: garantir a toler\u00e2ncia a falhas e o acesso a dados em um ambiente concorrente. Para realizar completamente essas tarefas, uma transa\u00e7\u00e3o deve ter propriedades ACID. Hoje, falaremos detalhadamente sobre a letra I (isolamento)<\/b> nesta sigla.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Isolamento<\/h2>\n

\nA isola\u00e7\u00e3o resolve a quest\u00e3o do acesso a dados em um ambiente concorrente, proporcionando prote\u00e7\u00e3o contra condi\u00e7\u00f5es de corrida. Idealmente, a isola\u00e7\u00e3o significa serializa\u00e7\u00e3o, ou seja, a propriedade que assegura que o resultado da execu\u00e7\u00e3o de transa\u00e7\u00f5es em paralelo seja o mesmo como se fossem executadas sequencialmente. O principal problema dessa propriedade \u00e9 que \u00e9 muito dif\u00edcil de implementar tecnicamente e, como consequ\u00eancia, afeta significativamente o desempenho do sistema. Por isso, a isola\u00e7\u00e3o \u00e9 frequentemente relaxada, aceitando os riscos de algumas anomalias, das quais falaremos mais adiante. A possibilidade de ocorrer certas anomalias caracteriza o n\u00edvel de isola\u00e7\u00e3o das transa\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

As anomalias mais conhecidas s\u00e3o: leitura suja, leitura n\u00e3o repet\u00edvel, leitura fantasma, mas na verdade existem mais 5: escrita suja, atualiza\u00e7\u00e3o de cursor perdida, atualiza\u00e7\u00e3o perdida, vi\u00e9s de leitura, vi\u00e9s de escrita.<\/p>\n

Escrita suja<\/h2>\n

\nA ess\u00eancia da anomalia \u00e9 que transa\u00e7\u00f5es podem sobrescrever dados n\u00e3o confirmados.<\/p>\n

\"Quais
\n
\nEssa anomalia \u00e9 perigosa n\u00e3o apenas porque os dados podem entrar em conflito ap\u00f3s o commit de ambas as transa\u00e7\u00f5es (como na imagem), mas tamb\u00e9m porque quebra a atomicidade: ao permitir sobrescrever dados n\u00e3o confirmados, n\u00e3o est\u00e1 claro como reverter uma transa\u00e7\u00e3o sem afetar a outra. <\/p>\n

A anomalia \u00e9 tratada de maneira relativamente simples: colocamos um bloqueio na escrita antes do in\u00edcio da grava\u00e7\u00e3o, impedindo que outras transa\u00e7\u00f5es modifiquem a grava\u00e7\u00e3o at\u00e9 que o bloqueio seja removido. <\/p>\n

Leitura suja<\/h2>\n

\nLeitura suja significa ler dados n\u00e3o confirmados. <\/p>\n

\"Quais
\n
\nProblemas surgem quando \u00e9 necess\u00e1rio realizar alguma a\u00e7\u00e3o ou tomar decis\u00f5es com base em uma amostra.<\/p>\n

Para corrigir a anomalia, pode-se aplicar um bloqueio de leitura, mas isso impacta bastante o desempenho. \u00c9 muito mais f\u00e1cil afirmar que, para um rollback de transa\u00e7\u00e3o, o estado original dos dados (antes do in\u00edcio da grava\u00e7\u00e3o) deve ser necessariamente preservado no sistema. Por que n\u00e3o ler a partir da\u00ed? Isso \u00e9 relativamente barato, por isso a maioria dos bancos de dados desativa a leitura suja por padr\u00e3o. <\/p>\n

Atualiza\u00e7\u00e3o perdida<\/h2>\n

\nAtualiza\u00e7\u00e3o perdida refere-se a atualiza\u00e7\u00f5es perdidas, e a tradu\u00e7\u00e3o reflete com bastante precis\u00e3o a ess\u00eancia do problema:<\/p>\n

\"Quais
\n
\nNa pr\u00e1tica, o resultado da transa\u00e7\u00e3o T2 foi cancelado. Essa situa\u00e7\u00e3o \u00e9 corrigida com bloqueios expl\u00edcitos ou impl\u00edcitos de registro. Ou seja, ou simplesmente realizamos a atualiza\u00e7\u00e3o do registro, e, nesse caso, ocorre um bloqueio impl\u00edcito, ou executamos select for update<\/b>, causando um bloqueio de leitura e grava\u00e7\u00e3o. Note que essa opera\u00e7\u00e3o \u00e9 bastante perigosa: com nossa leitura \"inocente\", bloqueamos outras leituras. Alguns bancos oferecem uma op\u00e7\u00e3o mais segura, select for share<\/b>, que permite ler os dados, mas n\u00e3o permite modific\u00e1-los. <\/p>\n

Atualiza\u00e7\u00e3o de cursor perdida<\/h2>\n

\nPara um controle mais fino, os bancos podem oferecer outras ferramentas, como cursores. Um cursor \u00e9 uma estrutura que cont\u00e9m um conjunto de linhas e permite iterar sobre elas. declare cursor_name for select_statement<\/b>. O conte\u00fado do cursor \u00e9 descrito pelo select. <\/p>\n

Por que um cursor \u00e9 necess\u00e1rio? O fato \u00e9 que alguns bancos de dados oferecem bloqueio em todos os registros selecionados pelo select (estabilidade de leitura), ou apenas no registro onde o cursor est\u00e1 atualmente (estabilidade do cursor). Na estabilidade do cursor, realiza-se um bloqueio curto, permitindo reduzir o n\u00famero de bloqueios no caso de estarmos iterando sobre um grande conjunto de dados. Portanto, a anomalia de atualiza\u00e7\u00e3o perdida \u00e9 destacada separadamente para o cursor.<\/p>\n

Leitura n\u00e3o repet\u00edvel<\/h2>\n

\nLeitura n\u00e3o repet\u00edvel implica que, durante a execu\u00e7\u00e3o da nossa transa\u00e7\u00e3o, 2 leituras consecutivas de um mesmo registro resultar\u00e3o em diferentes resultados, porque outra transa\u00e7\u00e3o interferiu entre essas duas leituras, alterou nossos dados e foi confirmada. <\/p>\n

\"Quais
\n
\nPor que isso \u00e9 um problema? Imagine que o objetivo da transa\u00e7\u00e3o T2 na imagem \u00e9 selecionar todos os produtos cujo pre\u00e7o \u00e9 inferior a 150 u.e. Algu\u00e9m atualizou o pre\u00e7o para 200 u.e. Assim, o filtro estabelecido n\u00e3o funcionou.<\/p>\n

Essas anomalias param de ocorrer com a adi\u00e7\u00e3o de bloqueios em duas fases ou com o uso do mecanismo MVCC, sobre o qual gostaria de falar separadamente. <\/p>\n

Leitura fantasma<\/h2>\n

\nChama-se leitura fantasma a leitura de dados que foram adicionados por outra transa\u00e7\u00e3o. <\/p>\n

\"Quais
\n
\nComo exemplo, podemos observar a sele\u00e7\u00e3o incorreta do produto mais barato ao ocorrer essa anomalia. <\/p>\n

Eliminar as leituras fantasmas \u00e9 bastante dif\u00edcil. Um bloqueio comum n\u00e3o \u00e9 suficiente, pois n\u00e3o podemos bloquear o que ainda n\u00e3o existe. Os sistemas 2PL utilizam bloqueio preditivo, enquanto os sistemas MVCC cancelam transa\u00e7\u00f5es que podem ser violadas por inser\u00e7\u00f5es. Ambos os mecanismos s\u00e3o relativamente pesados.<\/p>\n

Desvio de leitura<\/h2>\n

\nO desvio de leitura ocorre quando trabalhamos com v\u00e1rias tabelas, cujo conte\u00fado deve mudar consistentemente. <\/p>\n

Suponha que existam tabelas representando posts e suas metainforma\u00e7\u00f5es:<\/p>\n

\"Quais
\n
\nUma transa\u00e7\u00e3o l\u00ea das tabelas, enquanto outra as modifica:<\/p>\n

\"Quais
\n
\nComo resultado da execu\u00e7\u00e3o da transa\u00e7\u00e3o T1, o post title = Good, e updated_by = T2, o que apresenta uma certa inconsist\u00eancia. <\/p>\n

Na verdade, isso \u00e9 uma leitura n\u00e3o repet\u00edvel, mas envolvendo v\u00e1rias tabelas.<\/p>\n

Para corrigir isso, T1 pode aplicar bloqueios em todas as linhas que ir\u00e1 ler, impedindo a transa\u00e7\u00e3o T2 de alterar as informa\u00e7\u00f5es. No caso do MVCC, a transa\u00e7\u00e3o T2 ser\u00e1 cancelada. A prote\u00e7\u00e3o contra essa anomalia pode se tornar importante se utilizarmos cursores. <\/p>\n

Desvio de escrita<\/h2>\n

\nEsta anomalia tamb\u00e9m \u00e9 mais f\u00e1cil de explicar com um exemplo: suponha que em nosso sistema pelo menos um m\u00e9dico deve estar de plant\u00e3o, mas ambos os m\u00e9dicos decidiram cancelar seu plant\u00e3o:<\/p>\n

\"Quais
\n
\n\"Quais
\n
\nA anomalia levou ao fato de que nenhum dos m\u00e9dicos comparecer\u00e1 ao plant\u00e3o. Por que isso ocorreu? Porque a transa\u00e7\u00e3o verificou uma condi\u00e7\u00e3o que pode ser violada por outra transa\u00e7\u00e3o, e devido \u00e0 isola\u00e7\u00e3o, n\u00e3o vimos essa altera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Essa \u00e9 a mesma leitura n\u00e3o repet\u00edvel. Como alternativa, os selects podem aplicar bloqueios nesses registros.<\/p>\n

Os deslizamentos de grava\u00e7\u00e3o e leitura s\u00e3o combina\u00e7\u00f5es das anomalias anteriores. Podemos considerar o deslizamento de grava\u00e7\u00e3o, que \u00e9 essencialmente uma leitura fantasma. Vamos considerar uma tabela que cont\u00e9m os nomes dos funcion\u00e1rios, seus sal\u00e1rios e o projeto em que est\u00e3o trabalhando:<\/p>\n

\"Quais
\n
\n\"Quais
\n
\nNo final, obtemos o seguinte cen\u00e1rio: cada gerente pensava que sua mudan\u00e7a n\u00e3o levaria a um estouro do or\u00e7amento, portanto, fizeram altera\u00e7\u00f5es de pessoal que, no total, levaram a um excesso de gastos. <\/p>\n

A causa do problema \u00e9 exatamente a mesma que a da leitura fantasma. <\/p>\n

Como resultado, obtemos um servi\u00e7o de \"monitoramento como servi\u00e7o\", automatizado na linha de produ\u00e7\u00e3o de integra\u00e7\u00e3o cont\u00ednua. O desenvolvedor ou testador precisa apenas definir a lista de m\u00e9tricas em um arquivo JSON, e tudo o mais acontece automaticamente. Obtemos um controle de qualidade transparente dos lan\u00e7amentos: todas as notifica\u00e7\u00f5es sobre desempenho, consumo de recursos ou regress\u00f5es arquitet\u00f4nicas.<\/h2>\n

\nA diminui\u00e7\u00e3o do n\u00edvel de isolamento de transa\u00e7\u00f5es em um banco de dados \u00e9 um compromisso entre seguran\u00e7a e desempenho; essa escolha deve ser feita com base nos riscos potenciais para os neg\u00f3cios diante de determinadas anomalias.<\/p>\n

\nSaiba mais sobre o curso.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Fonte: habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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