Firebird РУКОВОДСТВО РАЗРАБОТЧИКА БАЗ ДАННЫХ - Хелен Борри

В Firebird все общение между клиентом и сервером происходит в контексте транзакций. Даже чтение небольшого количества строк таблицы не может быть выполнено, если не запущена транзакция. Транзакция стартует, когда приложение запрашивает об этом клиента. С момента, когда транзакция начинается и пока она не закончится - опять же по запросу приложения, - общение клиента и сервера открыто, приложение может просить клиента выполнять запросы. В этот период выполняются операции по изменению состояния базы данных, и осуществляется запись на диск. Однако они не изменяют состояния базы данных и являются обратимыми.

Транзакции завершаются, когда приложение обращается к клиенту, чтобы он запросил сервер подтвердить (commit) всю работу, выполненную с момента старта транзакции (даже если ничего не выполнялось, кроме чтения), или в случае ошибок отменить всю работу (rollback). Правило атомарности гласит: "Если одно из изменений оканчивается неудачей и требует отмены по причине невозможности подтверждения, то все ожидающие завершения изменения в этой транзакции также должны быть отменены". Отмена включает любые изменения, которые были сделаны триггерами и хранимыми процедурами в процессе выполнения этой транзакции.

! ! !

СОВЕТ. Для разработчика приложения очень полезно делать видимой каждую единицу работы с базой данных в виде задачи или группы задач, которые были завершены в контексте транзакции. Условия выполнения транзакций могут быть сконфигурированы различными способами. Например, один уровень изоляции выдаст иной вид сообщения о конфликте, чем другой уровень. Большинство эффективных программ приложений знает об этих вариантах и учитывает их в такой мере, что контекст каждой транзакции распространяется до рамок рабочей области приложения, окружающей действительную физическую транзакцию.

. ! .

Транзакции настолько важны в системах клиент-сервер, что в настоящем руководстве им посвящены три главы. 25, 26 и 27.

Далее в главе 6 мы рассмотрим, как работают различные модели сервера Firebird и системы управления масштабированием от однопользовательской автономной системы до смешанных сетей с сотнями одновременно работающих пользователей.

ГЛАВА 6. Сервер Firebird.

Сервер Firebird - это программа, которая выполняется на узле хоста в сети, и слушает клиентов с порта коммуникации. Она обслуживает запросы множества клиентов к множеству баз данных. Суперсервер (Superserver) является многопоточным процессом, который запускает новый поток для каждого соединившегося клиента. В модели Классического сервера (Classic server) новый процесс запускается для каждого соединения.

Серверы Firebird могут выполняться почти на любом оборудовании персональных компьютеров и принимать клиентские соединения от приложений, выполняющихся в совершенно других операционных системах. С одной стороны, небольшой и легкий дистрибутив сервера может быть установлен на устаревшем оборудовании, даже для старых процессоров Pentium в операционной системе Windows 95 или в минимальных системах Linux. С другой стороны, серверы Firebird выполняются на распределенном оборудовании, управляя базами данных размерами в терабайты[8].

Конечно, нереально планировать информационную систему предприятия, выполняющуюся под Windows 95. Тем не менее проще простого запустить минимально сконфигурированный сервер, а по необходимости в дальнейшем масштабировать его как по вертикали, так и по горизонтали. Серверы Firebird существуют в двух вариантах - Суперсервер и Классический сервер для удовлетворения различных потребностей пользователя. Оба могут быть масштабированы как вверх, так и вниз для обработки от самых простых до наиболее сложных конфигураций.

Программное обеспечение сервера Firebird эффективно использует системные ресурсы хост-компьютера. Суперсервер использует приблизительно 2 Мбайта памяти. Каждое клиентское соединение Суперсервера добавляет примерно 115 Кбайт к используемой сервером памяти - меньше или больше в зависимости от характеристик приложений клиента и способа проектирования базы данных. Каждое соединение Классического сервера запускает собственный серверный процесс, требующий приблизительно 2 Мбайта памяти.

Требуемая серверу кэш-память зависит от конфигурации и от выбранного варианта Firebird. Обычная конфигурация кэша для сети при одновременно работающих 20-40 пользователях, скорее всего, будет 16, 32 или 64 Мбайта для Суперсервера, использующего общий пул для всех соединений. Для каждого Классического сервера назначается статический кэш с размером по умолчанию 75 Кбайт. Серверы версии 1.5 также будут использовать RAM для ускорения сортировки, если память доступна. Требуемое дисковое пространство для минимальной инсталляции Firebird составляет от 9 до 12 Мбайт в зависимости от платформы. Дополнительное дисковое пространство требуется для временного хранения данных в процессе выполнения операций, дополнительная память также требуется для кэширования страниц базы данных. Эта память конфигурируется в соответствии с запросами обработки данных и вероятного объема и типа обрабатываемых данных.

Роль сервера

Работа сервера включает:

* управление хранением данных базы данных и выделение дискового пространства;

* управление всеми транзакциями, запущенными клиентами, гарантирование, что каждая получит и сохранит непротиворечивый образ постоянно хранимых данных, требуемых клиенту;

* управление подтверждением транзакций, данными и сборкой мусора;

* поддержку блокировок и статистики для каждой базы данных;

* обработку запросов на добавление, изменение или удаление строк и поддержку текущих и устаревших версий записей;

* поддержку метаданных каждой базы данных и обслуживание запросов клиентов по созданию новых баз данных и объектов базы данных, изменение структур, проверку и компиляцию хранимых процедур и триггеров;

* обслуживание клиентских запросов на получение результирующих данных и выполнение хранимых процедур;

* маршрутизацию сообщений для клиентов;

* поддержку кэшированных данных для хранения часто используемых наборов данных и индексов;

* отдельную поддержку безопасности баз данных для проверки доступа пользователей.

Платформы для операционных систем

Платформы сервера Firebird включают следующие операционные системы, но не ограничиваются только ими.

* Linux, FreeBSD и другие варианты ОС UNIX.

* Платформы Microsoft Windows, поддерживающие сервисы: NT 4, Windows 2000 (сервер или рабочая станция), XP Professional и Server 2003. Операционные системы Windows 9х, ME и XP Home могут быть использованы как сервер, который прослушивает порты протокола TCP, но не Named Pipes (NetBEUI).

* Mac OS X (Darwin).

* Sun Solaris SPARC и Intel.

* HP-UX.

Примеры топологий

Сервер Firebird существует в нескольких "моделях", которые обеспечивают множество режимов масштабирования - от однопользовательского варианта, независимой настольной системы, до мощного сервера.

Двухуровневая архитектура клиент-сервер

На рис. 6.1 изображена гибкая система, где множество серверов Firebird выполняются на платформах с различными операционными и файловыми системами. Здесь присутствует смесь рабочих станций, на которых выполняются удаленные клиенты, каждый на своей платформе. Здесь же существуют шлюзы для других сетей. Сервер Windows обслуживает повседневную обработку деловых данных и располагает большим объемом дискового пространства. Для клиентов Windows возможно общение с сервером Windows с использованием протокола Named Pipes - обычно называемым NetBEUI, - хотя такой протокол должен быть заменен по возможности на TCP/IP.

Сервер Linux может обслуживать системы сетевой защиты, шлюзы, вспомогательные базы данных и другие системы клиент-сервер, включая электронную почту, Интернет и сервисы файлов, такие как NFS и Samba.

Рис. 6.1. Двухуровневая топология клиент-сервер в Firebird

Неоднородная сеть обслуживания баз данных является общей средой для Firebird. В небольших сетях с единственным сервером, где местный администратор может не входить в штат сотрудников, существует тенденция переносить сервер базы данных с одного узкоспециализированного хоста, работающего под Windows, на дешевую машину Linux с хорошей оперативной памятью и быстрым доступом к данным. Поддержка недорогая, что делает возможным передачу большинства административных функций другим организациям. Системы, подобные этой, могут расти без каких-либо сложностей.

Однопользовательская модель

Все серверы Firebird могут работать с локальными клиентами. Протоколы соединения и режимы меняются в соответствии с выбранной вами моделью сервера. Однопользовательские инсталляции делятся на две категории:

* Независимый сервер. В этой модели сервер инсталлируется и запускается на машине. Локальные соединения осуществляются с использованием протоколов в стиле сетевых, используя обычные клиентские библиотеки.