Как система DB2 решает эти три проблемы параллельных процессов

Как уже упоминалось в начале предыдущего раздела, механизм управления параллельными процессами системы DB2, подобно предназначенным для этого механизмам большинства других доступных в настоящее время систем, основан на технике, называемой блокированием. Главная идея блокированияпроста: если транзакции нужны гарантии, что некоторый объект, в котором она заинтересована—обычно запись базы данных, не будет изменен каким-либо непредсказуемым образом в течение требуемого промежутка времени, она устанавливает блокировку этого объекта. Результат блокировкизаключается в том, чтобы изолировать этот объект от других транзакций и, в частности, предотвратить его изменение средствами этих транзакций. Для первой транзакции, таким образом, имеется возможность выполнять предусмотренную в ней обработку, располагая определенными знаниями о том, что объект в запросе будет оставаться в стабильном состоянии до тех пор, пока данная транзакция этого пожелает.

Перейдем теперь к более детальному рассмотрению принципа действия блокирования конкретно для системы DB2. Начнем с некоторых упрощающих предположений.

1. Предполагается, что единственным видом объектов, подверженных действию механизма блокирования, является запись базы данных, т. е. строка базовой таблицы. Вопрос о блокировании объектов других видов отложим до раздела 11.6.

2. Будут обсуждаться только два вида блокировок, а именно — монопольные блокировки (тип X) и совместные блокировки(тип S)(Названия типов блокировок Х и S происходят от английских слов Shared (совместный) и exclusive (монопольный).— Примеч. пер.). В некоторых системах существуют другие типы блокировок. Фактически сама система DB2 внутренне поддерживает некоторые дополнительные их типы, но для пользователей в DB2 представляют интерес только блокировки типов Х и S.

3. Здесь рассматриваются только операции уровня записей (FETCH, UPDATE CURRENT и т. д.). Операции уровня множеств для целей блокирования могут рассматриваться как краткое обозначение соответствующих последовательностей операций уровня записей.

Теперь приступим к детальному рассмотрению вопроса.

1. Прежде всего если транзакция А устанавливает монопольную блокировку (тип X) записи R, то запрос из транзакции В на любого типа блокировку записи R приведет к тому, что В перейдет в состояние ожидания. Транзакция В будет находиться в этом состоянии до тех пор, пока не будет снята блокировка, установленная транзакцией А.

2. Далее, если транзакция А устанавливает совместную блокировку (тип S) записи R, то: а) запрос из транзакции В на блокировку типа Х записи R заставит В перейти в состояние ожидания, и В будет находиться в этом состоянии до тех пор, пока не будет снята блокировка, установленная транзакцией А; б) запрос из транзакции В на блокировку типа S записи R будет удовлетворен, т. е. теперь транзакция В будет также удерживать блокировку типа S записи R.

Сказанное можно удобно резюмировать с помощью матрицы совместимости (рис. 11.5). Эта матрица интерпретируется следующим образом. Рассмотрим некоторую запись R. Предположим, что в настоящее время А удерживает блокировку R, тип которой указывается элементами в заголовках столбцов (тире обозначает отсутствие блокировки). Пусть теперь некоторая другая транзакция В издает запрос на блокировку R, тип которой указывается в левом столбце таблицы. Здесь для полноты снова включен случай «отсутствие блокировки». Тогда значение «N» на пересечении соответствующих столбца и строки матрицы указывает на конфликт—запрос транзакции В не может быть удовлетворен, и В переходит в состояние ожидания. Значение «Y» указывает совместимость — запрос В удовлетворяется. Очевидно, что приведенная матрица симметрична.

Рис. 11.5. Матрица совместимости типов блокировки

Продолжим наше рассмотрение.

3. Запросы транзакций на блокировку записей всегда являются неявными. Когда транзакция успешно осуществляет выборку записи (операция FETCH), она автоматически устанавливает блокировку типа S этой записи. Когда транзакция успешно обновляет запись, она автоматически устанавливает блокировку типа Х этой записи. Если же она уже удерживала блокировку типа Х для этой записи, как это будет происходить в случае последовательности операций FETCH... UPDATE, то операция UPDATE «повышает» блокировку типа S до уровня X.

4. Блокировки типа Х удерживаются до следующей точки синхронизации. Блокировки типа S обычно также удерживаются до этого момента времени (см. однако обсуждение вопроса об уровне изоляции в разделе 11.6).

Теперь мы имеем возможность уяснить, каким образом в системе DB2 решаются три проблемы, описанные в предыдущем разделе. Снова будем рассматривать их поочередно.