konkurentni pristup bazi podataka

8/8/2019 Konkurentni pristup bazi podataka

1/87

KOKURENTNI PRISTUPKOKURENTNI PRISTUPBAZI PODATAKABAZI PODATAKA

Panevropski Univerzitet ApeironBanja Luka

Seminarski rad iz predmeta: RDBMS i CASE alati

Predmetni profesor:Prof. dr Zoran . Avramovi

Student:Dragan Bori

Banja Luka, Decembar 2010 god.

Tema:


2/87

SADRAJ RADA:SADRAJ RADA:

y UVODy BAZE PODATAKAy

TRANSAKCIJEy KONTROLA KONKURENTNOSTIy TEHNIKE ZAKLJUAVANjAy

NEPOVRATNO ZAKLJUAVANJEPODATAKAy OSTALE METODE KONTROLE

KONKURENTOSTI


3/87


4/87

UVODUVOD

y Baze podataka predstavljaju viu razinu radas podacima u odnosu na klasine programskejezike

y

Tehnologija nastala s namjerom da se ukloneslabosti tradicionalne automatske obradepodataka iz 60-tih i 70-tih godina 20. veka

y Osiguranje vee produktivnosti, kvalitete i

pouzdanosti u razvoju aplikacija koje sesvode na pohranjivanje i pretraivanjepodataka u raunaru


5/87

UVODUVOD

y Baza podataka je skup meusobnopovezanih podataka, sauvanih u vanjskojmemoriji raunara

y Podaci su istovremeno dostupni raznimkorisnicima i aplikacijskim programima.

y Unos, promena, brisanje i itanje podataka

obavlja se posredstvom zajednikogsoftvera - SUBP


6/87

BAZEBAZE

PODATAKAPODATAKA


7/87

BAZE PODATAKABAZE PODATAKAy Baza podataka je skup istovrsnih podataka s

viestrukom namjenom. Korisnik nije zainteresiranza sve vrste podataka u bazi, ve samo za one kojisu mu potrebni u njegovom poslu. Korisnik moe

imati uvid u samo jednu, njemu potrebnudatoteku, koja ima uvijek istu i to vrlojednostavnu strukturu, iako je u biti izvedena izmnogo kompleksnije strukture podataka. Razliitikorisnici uzimaju u obzir razliite datoteke

izvedene iz iste baze podataka. Dakle, iako je bazapodataka zajednika veem broju korisnika,razliiti korisnici je razliito shvataju. -JamesMartin


8/87

BAZE PODATAKABAZE PODATAKA

y Baze podataka se dele na: Operacijske (transakcijske, produkcijske) baze

Distribuirane baze podataka

Eksterne baze podataka Data Warehouse i Data Mining

Hipermedijalne baze podataka naWeb-u


9/87

OperacijskeOperacijske bazebaze

y Operacijske (transakcijske,produkcijske) baze podataka - pamtedetaljne i aktuelne podatke potrebne za

podrku poslovnih procesa i operacijay Primeri su baza kupaca, baza ljudskih

resursa, baza zaliha i druge baze

generisane poslovnim operacijama


10/87

EksterneEksterne bazebaze podatakapodatakay Pristup informacijama iz eksternih baza podataka je

mogu putem velikog broja komercijalnih onlineservisa, kao i sa plaanjem ili bez, iz mnogih izvora naInternetu

y Web-stranice osiguravaju putem hiperlinkovanihstrana pretraivanje multimedijalnih dokumenata uhipermedijalnim bazama podataka

y Eksterni podaci su najece u vidu statistikih bazapodataka nastalih kao rezultat ekonomskih idemografskih istraivanja i aktivnosti.

y Takoer su popularne bibliografske ili full text baze izkojih se mogu vidjeti ili preuzeti apstrakti ilikompletne kopije raznih asopisa, istraivakih radovai drugih publiciranih materijala.


11/87

Data WarehouseData Warehousey Data Warehouse baza podataka memorie podatke

ekstrahirane iz razliitih operacijskih, eksternih ilinekih drugih baza podataka u okviru organizacije.

y Ona je sredinji izvor preienih i transformiranihaktuelnih i istorijskih podataka koje koriste menaderii drugi poslovni strunjaci za data mining, OLAP (engl.online analytical processing) i druge vrste poslovnihanaliza, istraivanja trita, i podrku odlucivanju.

y Data warehouse moe biti podijeljen na data mart-ove koji sadre podskupove podataka warehose-a koji

su fokusirani na neki specificni aspekt kompanije, kaoto je odjel ili poslovni proces.


12/87

HipermedijalneHipermedijalne bazebaze podatakapodataka

nanaWebWeb--uuy Rapidni napredak Web tehnologija jeznaajno poveao primjenu bazahipermedijalnih dokumenata koje se nazivajuhipermedijalne baze podataka

y Hipermedijalna baza podataka je zapravoweb stranica koja se sastoji odhiperlinkovanih multimedijalnih strana

y Sa take gledita teorije baza podataka,

hipermedijalna baza podataka nije skupmeusobno povezanih slogova, ve skupmeusobno hiperlinkovanih multimedijalnihstrana.


13/87

DistribuiranaDistribuirana bazabaza podatakapodatakay Baza podataka koja se ne nalazi u celini najednom raunaru, ve je razdeljena na vielokacija koje su povezane komunikacijskom

mreom.y Svaka lokacija ima svoj vlastiti, autonomni

sistem za upravljanje bazama podataka, savlastitom kontrolom , upravljaem transakcija

i oporavka od pada, i ostalim znaajnimfunkcijama.y Poseduje svoj procesor i ulazno/izlazne

ureaje.


14/87

DistribuiranaDistribuirana bazabaza podatakapodataka


15/87

PROBLEMI dPROBLEMI distribuiranistribuiranihih bazabaza

podatakapodatakay Sporost mrene komunikacijey Da bi postigli visoku efikasnost DSUBP njegove

komponente treba razvijati na takav nain da sesmanji mrena komunikacija, tanije koliina podatakakoju prenosimo preko mree.

y Problemi sa kojima se sreemo udistribuiranimsistemima baza podataka su: fragmentacija podataka distribuirana obradba upita

distribuirano auriranje upravljanje katalogom distribuirano izvrenje skupa transakcija, to ukljuuje

konkurentnost, integritet, oporavak i protokolekompletiranja transakcija


16/87

TRANSAKCIJETRANSAKCIJE


17/87

TRANSAKCIJETRANSAKCIJEy Prema broju korisnika beze podataka

moemo klasifikovati na:jedno korisnike (engl. Single user) i multikorisnilke (engl. Multi users).

y Transakcija je logika jedinica procesiranjapodataka u bazi koja ukljuuje jednu ili vieoperacija u bazi podataka.

y Operacije mogu biti: insert (ubacivanje), delete (brisanje), update (izmjene), select (pretraivanje).


18/87

OZNAAVANJE GRANICAOZNAAVANJE GRANICATRANSAKCIJETRANSAKCIJEy eksplicitno navoenje begin transaction i

end transaction odnosno commit ilirollback.

y Drugi nain je automatski nain rada priemu svaka operacija predstavlja transakciju.

y Bitno je napomenuti da jedan program moe

imati vie transakcija.y U sluaju da transakcija nema operaciju

auriranja (izmjene baze) transakcija se zoveread-only.


19/87

Operacije za pristup BPOperacije za pristup BP

y Osnovne operacije za pristup bazipodataka, koje transakcija ukljuuje su: Read_item(X) ita podatak iz baze sa

imenom X i smjeta ga u programsku varijabluX

Write_item(X) pie vrednost programskevarijable X u bazu podatak

y Podatak u bazi je oznaen sa X


20/87

ITANjE PODATKAITANjE PODATKA

y Koraci izvrenja read_item(X):

Nai adresu disk bloka koji

sadri podatak X

Kopirati disk blok u bafer uglavnoj memoriji (ako disk

blok ve nije u memoriji),

Kopirati podatak X iz bafera uprogramsku varijablu saimenom X


21/87

IZMENA PODATKAIZMENA PODATKA

y Koraci izvrenje write_item(X):

Nai adresu disk bloka kojisadri podatak X

Kopiraj disk blok u bafer uglavnoj memoriji (ako disk blokve nije u memoriji)

Kopiraj podatak X iz

programske varijable nakorektnu lokaciju u bafer

Pii blok iz memorije nadisk


22/87

PRIMER:PRIMER:

I transakcija II transakcija

Read_item(X) Read_item(X)

X:=X-N X:=X+MWrite_item(X) Write_item(X)

Read_item(Y)

Y:=Y+N

Write_item(Y)

Opis: Prebaci n = 5 rezervacijakarata sa leta X na let Y

Opis: Rezervii m = 8 mesta naletu X

70 70

65 78

50

55


23/87

ISTOVREMENO IZVRENjEISTOVREMENO IZVRENjE

y U sluaju da se dve transakcije izvravajuistovremeno potrebno je: Vriti kontrolu konkurentnosti (Vie korisnika

moe istovremeno itati podatke i menjati ih.U sluaju nekontrolisanog rada moe doi donekonzistentnosti baze)

Obezbediti mehanizam ponitenja transakcije


24/87

STATUSI TRANSAKCIJESTATUSI TRANSAKCIJE

PADtransakcije

PARCIJALNOPOTVRENA POTVRENA

KRAJTRANSAKCIJE IZVRI

POETAKTRANSAKCIJE

READWRITE

PREKID PREKID

AKTIVNA


25/87

OsobineOsobine transakcijatransakcijay Transakcija treba da ima nekoliko osobina, one se

esto nazivaju ACID osobine i one treba da sprovodekontrolu konkurentosti i metode oporavka u SUBP.ACID osobine: Atomicity (nedeljivost) Transakcija je nedeljiva jedinica

procesiranja koja se ili izvri u celosti ili se ni jedan njendio ne izvri Consistency preservation (Zatita konzistentnosti) -

transakcija titi bazu od nekonzistentnosti. Bolje reenovodi bazu iz jednog u drugo konzistentno stanje

Islolation (Izolacija) transakcija se izvrava izolovano oddruge transakcije

Durability ili Permanency (Trajnost promene) promene ubazi koje su potvrene (commit-ovane) moraju biti trajneu bazi. One ne smeju biti izgubljene zbog bilo kakve greke.


26/87

KONTROLAKONTROLAKONKURENTNOSTIKONKURENTNOSTI


27/87

TEHNIKETEHNIKE

y Veina tehnika za kontrolu konkurentnostiobezbeuje serijsko izvravanje.

yJedan vaan skup protokola koristitehniku zakljuavanja podataka da bispreilo da vie transakcija pristupaistovremeno istom podatku.

y Tehnike zakljuavanja se koriste u veinikomercijalnih SUBP.


28/87

TEHNIKE ZA KONTROLUTEHNIKE ZA KONTROLUy Tehnike kontrole konkurentnosti:

Tehnika zakljuavanja Kontrola konkurentnosti na baziTimeStamp

redosleda Vie verzijska kontrola konkurentnosti Tehnika validacije (optimistika) kontrola

konkurentnosti Granularnost podataka i viestruko granularno

zakljuavanje Upotreba katanaca za kontrolu konkurentnosti u

indeksima Ostale kontrole konkurentnosti


29/87

y U sluaju da se ne potuje kontrolakonkurentnosti moe doi do sledeihproblema: Problem gubitka auriranja Problem privremenog auriranja

Problem pogrenog sabiranja

PROBLEMI KONKURENTNOGPROBLEMI KONKURENTNOGPRISTUPAPRISTUPA


30/87

y Pojavljuje se kada se istovremeno itajuvrednosti iz baze i onda se odvojenoauriraju.

y Primer: U sistemu rezervacije karataizvrenje transakcijaT1 (prebacivanje 5rezervacija sa jednog na drugi let) i T2

(rezervacija 4 karte) istovremeno. Ako jebroj rezervacija X=80. Rezultattransakcije je prikazan u Tabeli 2.

Problem gubitka auriranjaProblem gubitka auriranja


31/87

Problem gubitka auriranjaProblem gubitka auriranja

I transakcija Vreme II transakcija

Read_item(X) //80 t1

tn

X:=X-N //75Read_item(X) //80

X:=X+M //84

Write_item(X) //75

Read_item(Y)

Write_item(X) //84Y:=Y+N

Write_item(Y)

UMESTO 79 IMAMO 84


32/87

ProblemProblem privremenogprivremenog auriranjaauriranja

y nastaje kada se dve transakcije izvravajuparalelno

y Ako prva transakcija promeni neku

vrednost koja se kasnije koristi u drugojtransakciji a nakon toga se prvatransakcija poniti odnosno umesto

naredbe COMMIT prva transkacija zatraiopoziv izdavanjem naredbe ROLLBACK


33/87

ProblemProblem privremenogprivremenog auriranjaauriranja


Read_item(X) t1

tn

X:=X-N

Write_item(X)

Read_item(X)ROLLBACK


34/87

ProblemProblem pogrenogpogrenog sabiranjasabiranja

y Pojavljuje se kada se dve transakcijeizvravaju paralelno. Jedna aurira bazu adruga pravi zbrajanje i u tom procesu

uzima dio podataka pre a dio posleauriranja.


35/87

ProblemProblem pogrenogpogrenog sabiranjasabiranja


t1

tn

Suma = 10

Read_item(X) //80

X:=X-N //70

Read_item(X) //80

Write_item(X) //70 Suma = suma +X //90

COMMIT Read_item(Y) // 3

Suma = Suma / Y //30Read_item(Y) // 3

Y:=Y+M // 5

Write_item(Y) // 5

UMESTO Suma = 16, Suma JE 30


36/87

SUBPSUBP

y Iz prethodnih primera zakljuuje se da je usluaju greke potrebno ponitenjetransakcije

y Kada se transakcija poalje SUBP naizvrenje sistem je odgovoran da e sigurno: Sve operacije u transakciji zavrtiti uspeno i

njihov efekat e se zapisati u bazu za stalno

ILI Transakcija nee imati nikakvog efekta na bazu

niti na bilo koju njenu transakciju.


37/87

PAD TRANSAKCIJEPAD TRANSAKCIJE

y Neki od razloga za pad transkacije su: Greka raunara (hardverske, softverske ili

mrene greke u raunarskom sistemu za vreme

trajanja transakcije), Greka sistema ili transakcije (neke operacije

mogu biti sa grekom (delenje sa nulom,prekoraenje...), greka u programu,

Detekcija izuzetka (engl. exception) nije nadjenpodatak (nema dovoljno novca na raunu),

Greka kontrole konkurentnosti deadlock...

Greka okruenja iskljuenje raunara,...


38/87

TEHNIKETEHNIKEZAKLjUAVANjAZAKLjUAVANjA


39/87

KATANCIKATANCI LOCKLOCKy Katanac (engl lock) je varijabla pridruena

podatku koji opisuje status podatka uodnosu na operacije koje se mogu primjenitina podatke. Katanac se koristi za

sinhronizaciju pristupa podacima od stranekonkurentnih transakcija.y Tipovi katanaca:

Binarni katanci imaju samo dva statusa:zakljuan i nije zakljuan

Deljeni/ekskluzivni katanci dozvoljava pristup(itanje) za vie transakcija ali samo jednoj zapisanje.


40/87


41/87

BinarniBinarni katanackatanacy Provera statusa podatka X se dobija sa naredbom

LOCK(X)ako je LOCK(X) = 1, transakcija je primorana dapriekaAko je LOCK(X) = 0, onda se postavlja 1(postavlja se katanac na podatak) i transakcijadobija pristup podatku X.

y Kada se zavri transakcija, ona izdaje naredbu

unlock_item(X)koja LOCK(X) postavlja na 0, odnosno otkljuavapodatak tako da se podatku X moe pristupiti odstrane druge transakcije.


42/87


43/87

PSEUDO KOD bPSEUDO KOD binarninarnogog katanckatancaa

lock_item(X):B:ifLOCK(X)=O //podatakje otkljuan

then LOCK(X)1//zakljuaj podatak

else beginwait (untillock(X)=0);

go to B

end;

unlock_item (X):LOCK (X)O;//otkljuava podatak


44/87


45/87

DeljeniDeljeni//EkskluzivniEkskluzivni katanackatanac

y Deljeno tj eksluzivno zakljuavanjedozvoljava da vie transakcija ita podatkeali samo jedna transkacija moe da pie

(aurira) podatak.y Da bi se to omoguilo koriste se razliiti

tipovi katanaca, da transakcija mogla da

aurira podatak mora da ima eksluzivnipristup (eksluzivni katanac).


46/87


y Pri upotrebi deljenog/ eksluzivnog katancaili itaj / pii (engl. write / read) katanca,koriste se sledee tri operacije, pri emu

X predstavlja podatak kojem transakcijapristupa: Read_lock(X)

Write_lock(X) Unlock(X)


47/87


y Prilikom zakljuavanja podatka X,LOCK(X) moe imati sledee statuse: Read_locked (shared_locked) katanac

itanja. Ostale transakcije mogu itati podataki moe ih biti vie nad jednim podatkom

Write_locked (exclusive_locked)katanacpisanja. Samo jedna transakcija moe pristupiti

podatku, da bi ga izmenila. Unlocked otkljuaj podatak. Izbrii katanac

sa podatka


48/87


y Svaki zapis u tabeli katanaca mora da imasledea etiri polja: Naziv polja

Lock (vrsta katanca) Broj itanja

Transakcija


49/87

DeljeniDeljeni//EkskluzivniEkskluzivni katanackatanac -- PravilaPravila

y Kada se koristi deljeno/eksluzivno zakljuavanje,sistem mora da se pridrava sledeih pravila:1. TransakcijaT mora uraditi operacije read_lock(X)

ili write_locked(X) pre bilo koje read_item(X)2. TransakcijaT mora uraditi operaciju

write_locked(X) pre bilo koje write_item(X)3. TransakcijaT mora uraditi operaciju unlocked(X)

posle svih read_item(X) i write_item(X)4. TransakcijaT nee uraditi read_lock(X) ako ve

postoji read ili write katanac na X

5. TransakcijaT nee uraditi write_lock(X) akotransakcija ima read ili write katanac nad X

6. TransakcijaT nee uraditi unlock(X) operaciju akotransakcija nema read ili write katanac na X


50/87

DeljeniDeljeni//EkskluzivniEkskluzivni katanackatanac -- PravilaPravila

y Pravilo 4 i 5 se mogu malo promeniti i to: Ako transakcija T ima read_lock(X) i ako

transakcija traba da postavi write_lock(X) to

se moe uraditi ako jedino transakcijaT imaread_lock na X

Ako transakcija T ima write_lock(X) onamoe katanac nad X promeniti u

read_lock(X)


51/87

PSEUDO KODPSEUDO KODread_lock (X):

B: ifLOCK(X)= "unlocked"then begin LOCK(X) "read_locked";no_of_reads(X) 1 //broj zakljucanih

endelse ifLOCK(X)="read_Iocked"

then no_of_reads(X) no_of_reads(X) + 1//inkrementiraj broj katanaca

elsebegin wait (until LOCK(X) = "unlocked")

go to Bend;


52/87

PSEUDO KODPSEUDO KOD

write_lock (X):B: ifLOCK(X) = "unlocked"

then LOCK(X) ''write_locked''

elsebegin wait (until LOCK(X)= "unlocked");go to B

end;


53/87


54/87

PPreranorerano otkljuavanjotkljuavanjee podatakapodataka

I transakcija Vreme II transakcijaread_lock(Y)

t1

tn

read_item(Y) //30unlock(Y)

read_lock(X)

read_item(X) //20

unlock(X)

write_lock(Y)

read_item(Y) //30Y:=X+Y //50

write_item(Y)

unlock(Y)write_lock(X)

read_item(X) //20

X:=X+Y //50write_item(X)

unlock(X)

InicijalnavrijednostX=20,Y=30;

Rezultat jeX=50, Y=50umestoX=70, Y=50


55/87

DVOFAZNO ZAKLjUAVANjEDVOFAZNO ZAKLjUAVANjEy Da bi se prethodni problem prevaziao potrebno je

koristiti dodatni protokol zakljuavanja i otkljuavanjapoznat kao dvofazno zakljuavanje

y Dvofaznostje metoda za postizanje linearizovanog

izvrenja skupa transakcija, korienjem mehanizmazakljuavanj

y Transakcija je dvofazna ako se sastoji od dve serijske faze:faze zakljuavanja objekata i faze otkljuavanjaobjekata

y U fazi zakljuavanja nema nijedne radnje otkljuavanjaobjekta, odnosno u fazi otkljuavanja vie nema radnjizakljuavanja (naravno, obe ove faze ukljuuju i drugeoperacije nad objektima kao to su itanje, obrada, upis

objekata)


56/87

Dvofazno zakljuavanjeDvofazno zakljuavanjey Za transakciju se kae da slijedi dvofazni protokol

ako sve operacije zakljuavanja (read_lock,write_lock) prethode prvom otkljuavanju.

y Takva transakcija ima dvije faze i to:

fazu irenja (zakljuavanja) i fazu skupljanja (otkljuavanja)

y Dvofazno zakljuavanje moe zakljuati dostaobjekata.

y U nekim momentima moe drati zakljuane i

objekte koji joj vie nisu potrebni.y Iz tih razloga neke druge transakcije mogu ekati

due na izvrenje. To je cijena dvofaznogzakljuavanja.


57/87

Dvofazno zakljuavanjeDvofazno zakljuavanje

y Konzervativno dvofazno zakljuavanjezahteva da transakcija zakljua svepotrebne podatke prije poetka izvrenja

sa predefinisanim read-skupom i write-skupom.y Ako transakcija neto ne moe zakljuati

ona eka da se taj resurs oslobodiy Ova metoda nije primjenljiva jer se

nekada ne moe znati ta se sve trebazakljuati.


58/87


y Striktna dvofazno zakljuavanje,transakcija ne oslobaa ni jedan katanacdok se transakcija ne zavri.

y Nijedna druga transakcija ne moezakljuati, itati ni pisati podatak dok sene uradi commit ili abort.


59/87


y Rigorozno dvofazno zakljuavanjetransakcija ne oslobaa ni jedanekskluzivni ni dijeljeni lok dok se

transkacija ne zavri.y Laka je za realizaciju nego strikno

zakljuavanje


60/87


61/87

NEPOVRATNONEPOVRATNOZAKLjUAVANjEZAKLjUAVANjE


62/87

NEPOVRATNONEPOVRATNOZAKLjUAVANjEZAKLjUAVANjE

y Nepovratno zakljuavanje podataka (engl. Deadlock) jepojava kada svaka transakcija u skupu od dvije ili vietransakcija eka za nekim resursom koji je zakljuan oddruge transakcije iz tog skupa.


Read_lock(Y) t1

tn

Read_item(Y)

Read_lock(X)Read_item(X)

Write_lock(X)Write_lock(Y)

T1 i T2 su nepovratnozakljuane u parcijalnomizvrenju, Transakcija T1 ekau redu za podatkom X, koji jezakljuan odtransakcije T2 dok T2 eka u

redu za podatak Y koji jezakljuan od transakcije T1.Meutim, ni transakcija T1 niT2 niti bilo koja transakcijane mogu pristupiti podatku Xi Y.


63/87

Nepovratno zakljuavanjeNepovratno zakljuavanje

yJedan od naina da se sprei deadlock jesteda se koristi preventivni protokol.

y Ovaj protokol zahtjeva da svaka transakcijana poetku zakljua sve resurse (podatke)koji joj trebaju. Ako joj svi resursi nisudostupni transakcije ne vri nikakvozakljuavanje i takva transakcija eka nekovrijeme i opet pokuava izvriti zakljuavanje.

y Ovo reenje smanjuje sposobnostkonkurentnog pristupa.


64/87

Nepovratno zakljuavanjeNepovratno zakljuavanje

y Drugi nain prevencije jeste na bazivremenske oznake (engl. Timestamp).

y Koncept timestamp jeste da se svakoj

transakciji dodijeli jedinstven identifikatorzvani timestamp TS(T) koji se definie naosnovu vremena startanja transakcije.

y Ako je transakcija T1 startala prijetransakcije T2 tada je TS(T1) < TS(T2).


65/87

DEADLOCKDEADLOCK --TimeStampTimeStamp

y Ovaj protokol se zasniva na sledeimpravilima: Wait-die Ako je TS(T1) < TS(T2) tada (T1 je

startala prije) T1 ima dozvolu da eka inae ako je

TS(T1) >= TS(T2) (T1 je startala kasnije) T1 seprekida i startuje kasnije sa istim TS {Starijatransakcija eka a mlaa se ukida i kasnijeponovno starta}

Wound-wait ako je TS(T1) < TS(T2) tada seprekida T2 i restartuje kasnije sa istim TS inae jedozvoljeno da T1 eka {Mladja transakcija eka astarija se ukida i kasnije ponovno starta}


66/87

DEADLOCKDEADLOCK --TimeStampTimeStamp

y U Wait-die, starijijoj transakciji jedozvoljeno da eka na mlau transkakciju,ukoliko mlaa transakcija zahteva podatak

koji dri starija, transakcija se ponitava irestartuje.

y Druga grupa protokola za prevenciju

deadlocka ne zahteva vremenske oznake,one ukljuuju no waiting (NW) i cautiouswaiting (CW) algoritme.


67/87

No waiting algoritamNo waiting algoritam

y Kod no waiting algoritma, kada transakcijanije u mogunosti da zakljua podatak onase odmah prekida i restartuje nakon

izvjesnog vremena bez provjere da li sepodatak oslobodio.y Ova ema moe prouzrokovati velik broj

prekidanja i restartanja transakcija to

samo po sebi znai mnogo upisivanja podiskovima, to proizvodi usporenjasistema.


68/87

Cautious waitingCautious waiting

y Cautious waiting algoritam predlae da sepokua smanjiti broj nepotrebnihprekida/restartovanja.

y Pretpostavimo da transakcija T1 pokuava dazakljua podatak X ali nije u stanju da touini jer je X zakljuan od neke drugetransakcije T2, u tom sluaju vai pravilo: Ako transakcija T2 nije blokirana (ne eka neki

drugi objekat) tada je T1 blokirana i ima dozvoluda eka, ona eka inae ako nema dozvolu zaekanje T1 se prekida. Blokiranim transakcijamase mjeri vrijeme b(T) i na osnovu njega se

transakcije ponitavaju.


69/87

y Jo jedan pristup je detekcija deadlock-a, gde sistemproverava stanje da li deadlock zaista postoji

y Ova solucija je atraktivnija ako znamo da e biti meanjeizmeu transakcija to jest ako razliite transakcije retkopristupaju istom podatku u isto vreme.

y

To se moe desiti ako su transakcije kratke i svaka transakcijase zakljuava samo nekoliko podataka ili je optereenjetransakcije malo.

y ako su transakcije duge i svaka transakcija koristi mnogopodataka ili optereenje transakcije je prilino veliko to moebiti korisno za koritenje eme za prevenciju deadlocka.

y

Jednostavan nain za otkrivanje deadlocka se vrikonstrukcijom i odravanje wait-for grafa u kom se navodepodaci koji vor (transakcija) eka na zavretak transakcije.

y Ako graf ima ciklus tada u njemu postoji deadlock


70/87

y Jedan od problema sa ovim pristupom je pitanjeodreivanja kada sistem treba da proveri da li imadeadlock.

y Kriterijumi koji se mogu koristiti su broj transakcijakoji se trenutno izvrava ili vremenski period nekoliko

transakcija koje ekaju da zakljuaju podatak.y Ako je sistem u stanju deadlock, neke transakcije koje

izazivaju deadlock trebaju se prekinuti i te transakcijese nazivaju rtve odnosno u engleskoj literaturipoznate pod nazivom Victim selectiom.

y Algoritam za odabir rtava omoguava da transakcijesa vie auriranja, duim vremenom izvrenja nastavesa radom.


71/87

yJo jedan jednostavan nain detekcijedeadlocka je upotreba vremenskih oznaka(engl.timestamp). u ovom metodu, ako

transakcija eka due od definisanogvremena , sistem pretpostavlja datransakcija je moda u deadlock ili jeprekinuta bez obzira da li postojideadlock ili ne.


72/87

Izgladnjivanje (engl. starivation)Izgladnjivanje (engl. starivation)

y Sluaj kada transakcija ne moe izvravatinedefinisano dugo vremena dok se drugetransakcije izvravaju normalno. T

y o se moe javiti ako je plan za zakljuavanjenepravedan odnosno ako se pojedinimtransakcijama daju veliki ili mali prioritetitako da neka transakcija ne moe da doedo resursa.

yJedan od metoda za reavanje je potenaraspodela resursa npr. po principu prvatransakcija se pojavi - prva se izvrava.


73/87

TEHNIKE KONTROLETEHNIKE KONTROLE


74/87

TEHNIKE KONTROLETEHNIKE KONTROLEKONKURENTNOSTIKONKURENTNOSTI

y Kontrola konkurentnosti na baziTimeStampredosleda

y Vieverzijska kontrola konkurentnostiy

Tehnika validacije (optimistika) kontrolakonkurentnostiy Granularnost podataka i viestruko

granularno zakljuavanje

y Upotreba katanaca za kontrolukonkurentnosti u indeksimay Ostale kontrole konkurentnosti

K lK l k kk k bb


75/87

KontrolaKontrola konkurentnostikonkurentnosti nana bazibaziTimeStampTimeStamp redosledaredosleday Svakoj transakciji se dodeljuje jedinstveni

identifikator u redosledu u kome su transakcijedospele u sistem, pa se identifikator moetretirati kao vreme njenog poetka

y Konflikti u izvrenju transakcija nastaju kada nekatransakcija zahteva da vidi neki podatak kojeg jemlaa transakcija aurirala ili kada nekatransakcija hoe da aurira neki podatak kojeg jemlaa transakcija ve aurirala ili videla.

y Konflikti se razreavaju ponovnim startovanjemstarije transakcije.


76/87


77/87

KontrolaKontrola konkurentnostikonkurentnosti nana bazibaziTimeStampTimeStampredosledaredosleda

y Osnove timestamp izvrenja: Svakoj transakciji se prilikom poetka izvrenja dodijeli

timestamp tako da se zna taan redoslijed startanja transakcijaTS(X)

Read_TS(X) metoda koja za podatak X daje zadnji TS koji jeuspjeno proitao podatak X

Write_TS(X) pie TS za zadnje uspjeno pisanje podatka X Kada neka transakcija T pokuava da koristi Read_TS(X) i

Write_TS(X) osnovni TS algoritam poredi TS transakcije iupisani TS posljednje uspjene transakcije. Ako poredak izvrenjatransakcija nije dobar vri se ponitenje transakcije T i ona seponovno starta sa novim timestampom. Sve transakcije koje su

koristile podatke nakon transakcije T se takoer ponitavaju ideava se t.z. Kaskadni rollback. Deadlock se ne moe desiti ali se moe desiti periodini prekid i

restart transakcija

Vi ij kVi ij k k lk l


78/87

VieverzijskaVieverzijska kontrolakontrolakonkurentnostikonkurentnosti

y Kod ove metode se prilikom auriranjauvaju i stare i nove vrijednosti podataka(vie verzija)

y Kada transakcija trai podatak odgovarajua

verzija podatka se pronae.y Kada se pie podatak uvijek se pie nova

verzija podataka a stara verzija se zadrava.y Meutim, vie verzija podataka zahtjeva vie

prostora.y Ekstremna verzija ovakvog naina rada su

vremenske baze koje uvaju sve promjene ubazi.


79/87

y U ovoj metodi postoji vie verzija istogpodatka koji se uva u bazi (X1, X2,...,Xn).Za svaku verziju, odnosno verziju podatka

Xi uvaju se dva timestampa i to: Read_TS(Xi) zadnje itanje podatka Xi od

strane uspene transakcije

Write_TS(Xi) zadnji timestamp transakcijekoja je uradila write podatka Xi


80/87

y TransakcijaT se ponitava (abortira) i vrise njen rollback ako T: Pokuava upisati podatak X iza ve upisanog

podatka X u transakciji koja je startana kasnije Ako postoji itanje podatka X transakcije kojaje startana iza transakcijeT. Inae se podatakX pie sa novom verzijom u bazu od strane

transakcijeT


81/87

y Ako Transakcija T koristi read_item(X) inae verziju Xi koji ima vee vrijemepisanja transakcije (startana kasnije) tada

se vraa odgovarajua verzija X i upisujese TS za read_TS(Xi) koje je jednakomax(read_TS(Xi) ili TS(T)). Read operacija

je uvijek uspjeno izvrena

T h ikT h ik lid ijlid ij


82/87

TehnikaTehnika validacijevalidacije((optimistikaoptimistika)) kontrolakontrola

y Kod tehnike validacije kontrolekonkurentnosti unaprijed se ne vri nikakvakontrola.

y Kod ove metode se auriranje vri tek kada

se transakcija zavri.y Za vrijeme izvrenja transakcije auriranje se

radi na lokalnoj kopiji.y Na kraju transakcije vri se validacija.

y Sve informacije potrebne za validacijuobezbjeuje sistem i ako je validacijauspjena transakcija se prihvata.

G lG l d kd k ii i ki k


83/87

GranularnostGranularnost podatakapodataka ii viestrukoviestrukogranularnogranularno zakljuavanjezakljuavanje

y Sve tehnike kontrole konkurentnostipretpostavljaju da se baza sastoji odimenovanih podataka. Podatak iz baze

moe biti: Polje sloga baze

Slog baze

Bloka na disku Cijele datoteke

Cijele baze


84/87

GranularnostGranularnost podatakapodatakay Granularnost ukazuje na nivo detalja ili sumarizacije

jedinica podataka u bazi podataka. to vie detalja tu ima,to je nii nivo granularnosti.

y to manje detalja tu ima to je vii nivo granularnosti

y Zakljuavanje vee granule uvodi vie zabrana za pristuppodacima (baza, datoteka).

y Ako se koriste manje granule (polje, slog) tada ima viekatanaca znai vie katanaca se postavlja i skida.

y

U tom sluaju potrebno je vie prostora za tabelekatanaca odnosno vie vremena za izvrenje zakljuavanjatj potrebno je vie prostora i vremena za read_TS iwrite_TS.


85/87

GranularnostGranularnost podatakapodatakay Optimalna veliina granule zavisi od tipa

transakcija odnosno od aplikacije, akotransakcija pristupa malom broju slogovatada je bolje zakljuavati slogove.

y

Ako transakcija prilazi veem broju slogovatada je bolje zakljuavati blok ili akdatoteku.

y Veliina granule zavisi od vrste transakcije.y

Najbolja varijanta je da baza podravazakljuavanja raznih tipova granula


86/87

OstaleOstale kontrolekontrole konkurentnostikonkurentnostiy problem koji se javlja sa ubacivanjem i brisanjem slogova, tajproblem je poznat pod nazivom kao fantomski problemy Fantomski problem se pojavljuje kada transakcija T upie slog

a druga transakcija pretrauje slogove sa uslovom koji biukljuio i ovaj novi slog u rezultat ali ga ne ukljuuje.

y Kada se novi podatak ubacuje njemu se ne moe pristupitidok se operacija ne kompletira. Takav podatak je eksluzivnozakljuan. Katanci se oslobaaju istovremeno i upisuje setimestamp od transakcije

y Pre brisanja postavlja se eksluzivni lok na poetku. Zatimestamp protokol mora biti siguran da nije bilo itanjanakon zakljuavanja.


87/87

Reza (engl. latch)Reza (engl. latch)

y Reza je kratki katanac koji se obinokoristi za izvrenje kratkih operacija kojene mogu proizvesti deadlok ili sline

probleme. Katanac se koristi za vrijemepisanja bafera na disk da ne bi dolo doauriranja bloka za vrijeme pisanja.

konkurentni pristup bazi podataka

Documents