Лекция 13. Методы управления транзакциями. Сихронизационные блокировки, временные метки и версии

13.1. Введение

Поддержка механизма транзакций – показатель уровня развитости СУБД. Корректное поддержание транзакций одновременно является основой обеспечения целостности баз данных (и поэтому транзакции вполне уместны и в однопользовательских персональных СУБД), а также составляют базис изолированности пользователей в многопользовательских системах. Часто эти два аспекта рассматриваются по отдельности, но на самом деле они взаимосвязаны, что и будет показано в этой лекции.

13.2. Общее понятие транзакции и основные характеристики транзакций

Более точно, в современных СУБД поддерживается понятие транзакции, характеризуемое аббревиатурой ACID (Atomicy, Consistency, Isolation и Durability). В соответствии с этим понятием под транзакцией разумеется последовательность операций над базой данных, обладающая следующими свойствами.

• Атомарность (Atomicy). Это свойство означает, что результаты всех операций, успешно выполненных в пределах транзакции, должны быть отражены в состоянии базы данных, либо в состоянии базы данных не должно быть отражено действие ни одной операции (конечно, здесь речь идет об операциях, изменяющих состояние базы данных). Свойство атомарности, которое часто называют свойством “все или ничего”, позволяет относиться к транзакции, как к динамически образуемой составной операции над базой данных (в общем случае состав и порядок выполнения операций, выполняемых внутри транзакции, становится известным только на стадии выполнения).

• Согласованность (Consistency).В классическом смысле это свойство означает, что транзакция может быть успешно завершена сфиксациейрезультатов своих операций только в том случае, когда действия операций не нарушаютцелостностьбазы данных, т.е. удовлетворяют набору ограничений целостности, определенных для этой базы данных. Это свойство расширяется тем, что во время выполнения транзакции разрешается устанавливать точки согласованности и явным образом проверять ограничения целостности. (С точки зрения автора, в контексте баз данных терминысогласованностьицелостностьэквивалентны. Единственным критерием согласованности данных является их удовлетворение ограничениям целостности, т.е. база данных находится в согласованном состоянии тогда и только тогда, когда она находится в целостном состоянии.)

• Изоляция (Isolation).Требуется, чтобы две одновременно (параллельно или квазипараллельно) выполняемые транзакции никоим образом не действовали одна на другую. Другими словами, результаты выполнения операций транзакцииT1не должны быть видны никакой другой транзакцииT2до тех пор, пока транзакцияT1не завершится успешным образом.

• Долговечность (Durability).После успешного завершения транзакции все изменения, которые были внесены в состояние базы данных операциями этой транзакции, должны гарантированно сохраняться, даже в случае сбоев аппаратуры или программного обеспечения. Этому аспекту транзакционных систем посвящается лекция 14.

Заметим, что хотя с точки зрения обеспечения целостности баз данных механизм транзакций следовало бы поддерживать в персональных СУБД, на практике это обычно не выполняется. Поэтому при переходе от персональных к многопользовательским СУБД пользователи сталкиваются с необходимостью четкого понимания природы транзакций.