Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/FireBird/Yaffil - А Ковязин

Взаимодействие транзакций

Интересен процесс определения, является ли текущая версия мусором или, возможно, она еще нужна какой-то транзакции.

Для описания этого процесса придется ввести несколько важных понятий. Прежде всего, надо отметить, что все определения строятся относительно какой- либо транзакции, которую называют текущей, - обычно это та транзакция, поведение которой необходимо исследовать и которой надо принять решение, что является мусором, а что нет.

Итак, определения:

Заинтересованная транзакция - это транзакция, конкурирующая с текущей.

Старейшая заинтересованная транзакция (oldest interesting transaction) - это старейшая транзакция, конкурирующая с текущей транзакцией.

Каждая транзакция (и текущая тоже, разумеется) имеет "маску транзакций", которая представляет собой снимок страницы учета транзакций, начиная от старейшей заинтересованной транзакции до текущей.

Старейшая активная транзакция (oldest active transaction, OAT) - это транзакция, которая была активной в тот момент, когда запускалась самая старая из активных транзакций в момент запуска текущей.

Именно старейшая активная транзакция и занимается сборкой мусора, так как все остальные транзакции и их изменения "моложе" ее.

Обратите внимание на два момента: во-первых, старейшая активная транзакция - это не постоянно существующая транзакция, а всего лишь обязанность, которую получают транзакции; во-вторых, старейшая транзакция убирает только мусор от завершившихся транзакций, которые еще старше ее! Другими словами, следует рассматривать процесс сборки мусора динамически - как постоянную передачу обязанностей по сборке мусора от одной транзакции к другой.

Разумеется, здесь приведено лишь краткое изложение вопросов, связанных с многоверсионной архитектурой InterBase и ее особенностями. На сайтах www.InterBase-world.com и www.ibase.ru читатель сможет ознакомиться с множеством статей по данной проблеме.

Уровни изоляции транзакций

Как уже было сказано выше, транзакции обеспечивают изолирование проводящихся в их контексте изменений, так что эти изменения невидимы пользователям вплоть до подтверждения транзакции. Но вот вопрос: а должна ли транзакция видеть те изменения, которые были подтверждены другими транзакциями уже после ее запуска? Вот пример.

Допустим, у нас есть таблица с данными, к которой обращаются два пользователя одновременно - один из них изменяет данные, а второй читает. Возникает вопрос, должен ли (или может ли) пользователь, читающий таблицу, видеть изменения, производимые другим пользователем.

Должен или нет - это определяется уровнем изоляции.

Уровень изолированности транзакции определяет, какие изменения, сделанные в других транзакциях, будут видны в данной транзакции.

Каждая транзакция имеет свой уровень изоляции, который устанавливается при ее запуске и остается неизменным в течение всей ее жизни.

Транзакции в InterBase могут иметь 3 основных возможных уровня изоляции: READ COMMITTED, SNAPSHOT и SNAPSHOT TABLE STABILITY. Каждый из этих трех уровней изоляции определяет правила видимости тех действий, которые выполняются другими транзакциями. Давайте рассмотрим уровни изоляции более подробно.

* READ COMMITTED. Буквально переводится как "читать подтвержденные данные", однако это не совсем (точнее, не всегда) так. Уровень изоляции READ COMMITTED используется, когда мы желаем видеть все подтвержденные результаты параллельно выполняющихся (т. е. в рамках других транзакций) действий. Этот уровень изоляции гарантирует, что мы НЕ сможем прочитать неподтвержденные данные, измененные в других транзакциях, и делает ВОЗМОЖНЫМ прочитать подтвержденные данные.

* SNAPSHOT. Этот уровень изоляции используется для создания "моментального" снимка базы данных. Все операции чтения данных, выполняемые в рамках транзакции с уровнем изоляции SNAPSHOT, будут видеть только состояние базы данных на момент начала запуска транзакции. Все изменения, сделанные в параллельных подтвержденных (и разумеется, неподтвержденных) транзакциях, не видны в этой транзакции. В то же время SNAPSHOT не блокирует данные, которые он не изменяет.

* SNAPSHOT TABLE STABILITY. Это уровень изоляции также создает "моментальный" снимок базы данных, но одновременно блокирует на запись данные, задействованные в операциях, выполняемые данной транзакцией. Это означает, что если транзакция SNAPSHOT TABLE STABILITY изменила данные в какой-нибудь таблице, то после этого данные в этой таблице уже не могут быть изменены в других параллельных транзакциях. Кроме того, транзакции с уровнем изоляции SNAPSHOT TABLE STABILITY не могут получить доступ к таблице, если данные в них уже изменяются в контексте других транзакций.

Параметры транзакций

В первом разделе этой главы была сделана попытка рассмотреть механизм работы транзакций в СУБД InterBase в целом. Теперь необходимо рассмотреть практические аспекты применяющие транзакций в InterBase.

Программисты, использующие такие современные библиотеки для доступа к базам данных InterBase, как FIBPlus, IBProvider, IBX и IBObjects (см. главу "Обзор библиотек доступа к InterBase"), имеют возможность гибко управлять параметрами транзакций для получения наилучших результатов. Поэтому имеет смысл рассматривать параметры транзакций именно в интерпретации для этих библиотек.

Настройка параметров транзакции осуществляется с помощью перечисления набора констант, определяющих поведение транзакции, например, уровень изоляции. Эти константы пришли из InterBase API и имеют следующий вид: isc_tpb_read, isc_tpb_write, isc_tpb_ read_committed и т. д.

Обычно префикс isc_tpb_ опускается и константы для определения параметров транзакции пишутся без него.

Давайте рассмотрим значение и синтаксис применения каждой константы.

Виды параметров транзакции

Все параметры транзакции можно подразделить на группы, каждая из которых отвечает за определенный момент в поведении транзакций. Эти группы приведены в таблице 1.4:

Параметры транзакций

Группы параметров

Константа

Краткое описание константы

Режим доступа

Read

Разрешает только операции чтения

write

Разрешает операции записи

Режим блокировки

Wait

Устанавливает режим отсроченного разрешения конфликтов. См. ниже раздел "Режим блокировки"

nowait

При возникновении конфликта немедленно возникает ошибка

Уровень

read_committed rec_version

Возможность читать подтвержденные данные других транзакций. Дополнительный параметр rec_version позволяет читать записи, имеющие неподтвержденные версии

read_committed no_rec_version

Возможность читать подтвержденные данные других транзакций. Дополнительный параметр no_rec_version не позволяет читать записи, имеющие неподтвержденные версии

concurrency

При запуске транзакции создается мгновенный "снимок" состояния базы данных (точнее, копируется "маска транзакций" на этот момент), поэтому изменения, сделанные в других транзакциях, не видны в этой транзакции

consistency

Аналогичен уровню concurrency, но помимо этого блокирует таблицу на запись. См. ниже

Обилие параметров впечатляет, ведь их сочетания должны покрывать все возможные нужды разработчиков приложений баз данных. Однако обычно используется лишь небольшой набор параметров для определения необходимых видов транзакций. Давайте подробно рассмотрим каждую группу параметров транзакций.

Режим доступа

Режим доступа определяет, какие операции могут осуществляться в контексте транзакции. По умолчанию (т. е. если ничего не указывать) ставится режим чтения-записи, т. е. могут осуществляться любые операции. Часто задают вопрос, имеет ли смысл запускать транзакции в режиме только для чтения, если не предполагается операций по изменению данных. Ответ: да, имеет. Особенно в последних клонах InterBase 6.x - InterBase 6.5, Yaffil и Firebird. Транзакции с режимом доступа только для чтения меньше нагружают сервер, так как не создают лишних версий записей.

Для установки режима чтения-записи используется сочетание констант read write. Обычно константы записывают в столбик одну под другой, вот так: read write

Режим блокировки

Режим блокировки определяет, как будут разрешаться конфликты. Если возникает конфликт, то у транзакции, обнаружившей конфликт, есть два выхода - либо немедленно возбудить исключение, либо подождать некоторое время, после чего опять попытаться разрешить конфликт.

Соответственно есть два варианта режима блокировки - wait и nowait. По умолчанию используется режим wait.