26.3. Захват и освобождение объекта

Для обеспечения сериализации транзакций применяются методы «захвата» и «освобождения» объектов, производимого по инициативе транзакции: транзакция «захватывает» объект, что приводит к его блокировке для других транзакций, и освобождает его только при своем завершении. При этом захваты объектов несколькими транзакциями на чтение совместимы (т.е. нескольким транзакциям разрешается читать один и тот же объект), захват объекта одной транзакцией на чтение не совместим с захватом другой транзакцией того же объекта на запись, и захваты одного объекта разными транзакциями на запись не совместимы. Тем самым, выделяются два основных режима захватов (слайд 9):

14. совместный режим - S (Shared), означающий разделяемый захват объекта и необходимый для выполнения операции чтения объекта;

15. монопольный режим - X (eXclusive), означающий монопольный захват объекта и необходимый для выполнения операций записи, удаления и модификации.

Наиболее распространенным в СУБД, основанных на архитектуре «клиент-сервер», является подход, реализующий соблюдение двухфазного протокола захватов объектов БД (слайд 10). В общих чертах протокол состоит в том, что перед выполнением любой операции над объектом базы данных от имени транзакции запрашивается захват объекта в соответствующем режиме (в зависимости от вида операции – совместном или монопольном). В соответствии с этим протоколом выполнение транзакции разбивается на две фазы: первая фаза транзакции - накопление захватов; вторая фаза (фиксация или откат) - освобождение захватов.

При соблюдении двухфазного протокола основная проблема состоит в том, что следует считать объектом для захвата?

В контексте реляционных баз данных возможны следующие варианты (слайд 11):

16. файл - физический (с точки зрения базы данных) объект, область хранения нескольких отношений и, возможно, индексов;

17. таблица - логический объект, соответствующий множеству записей данного отношения;

18. страница данных - физический объект, хранящий записи одного или нескольких отношений, индексную или служебную информацию;

19. запись - элементарный физический объект базы данных.

Очевидно, что чем крупнее объект захвата, тем меньше захватов будет поддерживаться в системе, и на это, соответственно, будут тратиться меньшие накладные расходы. Более того, если выбрать в качестве уровня объектов для захватов файл или отношение, то будет решена даже проблема строк-призраков. Однако, при использовании для захватов крупных объектов возрастает вероятность конфликтов транзакций и тем самым уменьшается допускаемая степень их параллельного выполнения. Фактически, при укрупнении объекта синхронизационного захвата мы умышленно огрубляем ситуацию и видим конфликты в тех ситуациях, когда на самом деле конфликтов нет.

Лекция 27 (DB_l27.ppt).

Идентификация пользователей. Проверка и назначение полномочий и представлений данных пользователей. Защита базы данных.

Контроль параллельной обработки. Обслуживание и восстановление базы данных. Источники отказов и сбоев. Резервное копирование данных. Процедуры восстановления

Для обеспечения эффективного контролируемого управления доступом к данным, целостности и сокращения избыточности хранимых данных большинство СУБД должны быть тесно связаны с операционной системой: многопользовательские приложения, обработка распределенных запросов, защита данных, использование многопроцессорных систем и мультипоточных технологий требуют использовать ресурсы, управление которыми обычно является функцией ОС. Соответственно, средства управления доступом и обеспечения защиты также обычно интегрируются с соответствующими средствами операционной системы.

Напомним, что с точки зрения операционной системы база данных – это один или несколько обычных файлов ОС, доступ к данным которых осуществляется не напрямую, а через СУБД. При этом данные могут располагаться на машине-сервере, а СУБД обеспечивает корректную и эффективную их обработку из приложений, выполняющихся на машинах-клиентах.

С другой стороны, в рамках СУБД, база данных – это логически структурированный набор объектов, связанных не только с хранением и обработкой прикладных данных, но и обеспечивающих целостность БД, управление доступом, представление данных и т.д. Например, в MS SQL Server база данных включает следующие объекты (слайд 2).

Кроме того, при создании базы данных для нее всегда определяется журнал транзакций, который используется для восстановления состояния базы данных в случае сбоев или потери данных. Журнал размещается в одном или нескольких файлах. В журнале регистрируются все транзакции и все изменения, произведенные в их рамках. Транзакция не считается завершенной, пока соответствующая запись не будет внесена в журнал.

Управление системой баз данных производится обычно с помощью нескольких сервисных программ – отдельных приложений, выполняемых в среде операционной системы. Рассмотрим основные функции и компоненты управления на примере сервера реляционных баз данных MS SQL Server.

Большинство функций администрирования, таких как создание, удаление или редактирование объектов БД в SQL Server можно проводить тремя способами: при помощи специализированных диалоговых «мастеров», средствами Enterprise Manager или командами языка T-SQL (надмножество языка SQL-92, включающее дополнительные функции, операторы условия и цикла, хранимые процедуры и т.д.), выполняемым из приложения или, например, из утилиты Query Analizer. Большая часть функций администрирования работы пользователей, серверов и баз данных сосредоточена в приложении SQL Server Enterprise Manager, которое позволяет осуществлять, в том числе, следующие функции (слайд 3).