Понятие транзакции. Неявные и явные транзакции. Уровни изолированности транзакций в MS SQL Server 2005 и ORACLE 10g. Понятие блокировок. Основные типы блокировок
Понятие блокировок. Основные типы блокировок
Блокировка - это механизм, используемый для управления одновременным доступом к общему ресурсу. Блокирование происходит, когда один сеанс удерживает ресурс, запрашиваемый другим сеансом. В результате запрашивающий сеанс будет заблокирован - он "повиснет" до тех пор, пока удерживающий сеанс не завершит работу с ресурсом.
Оптимистическое блокирование (optimistic locking) - стратегия блокирования набора данных, при которой раздел, содержащий изменяемую запись, блокируется только на время внесения изменений в запись программой, но не пользователем.
Пессимистическое блокирование (pessimistic locking) - стратегия блокирования набора данных, при которой раздел, содержащий изменяемую запись, блокируется на все время внесения изменений в запись пользователем и не доступна для редактирования другим пользователям.
Особенность механизма блокировок Oracle - блокировки данных не хранятся как отдельный ресурс, а содержатся непосредственно в блоках данных. Это позволяет избежать таких проблем, как эскалация блокировок. Ниже перечислены пять основных классов блокировок в Oracle. Первые три - общие (используются во всех базах данных Oracle), а две остальные — только в OPS (Oracle Parallel Server - параллельный сервер).
- Блокировки ЯМД (DML locks). ЯМД означает язык манипулирования данными (Data Manipulation Language), то есть операторы SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE. К блокировкам ЯМД относятся, например, блокировки строки данных или блокировка на уровне таблицы, затрагивающая все строки таблицы.
- Блокировки ЯОД (DDL locks). ЯОД означает язык определения данных (Data Definition Language), то есть операторы CREATE, ALTER и так далее. Блокировки ЯОД защищают определения структур объектов.
- Внутренние блокировки (internal locks) и защелки (latches). Защелки - это простые низкоуровневые средства обеспечения последовательности обращений. Защелки обычно запрашиваются системой в режиме ожидания. Это означает, что, если защелку нельзя установить, запрашивающий сеанс приостанавливает работу на короткое время, а затем пытается повторить операцию. Другие защелки могут запрашиваться в оперативном режиме, то есть процесс будет делать что-то другое, не ожидая возможности установить защелку. Защелки выделяются случайным образом. Внутренние блокировки - более сложное средство обеспечения очередности доступа, они позволяют запрашивающему "встать в очередь" в ожидании освобождения ресурса. Запрашивающий защелку сразу уведомляется об освобождении ресурса. В случае внутренней блокировки запрашивающий полностью блокируется.
- Распределенные блокировки (distributed locks). Эти блокировки используются сервером OPS для согласования ресурсов машин, входящих в кластер. Распределенные блокировки устанавливаются экземплярами баз данных, а не отдельными транзакциями.
- Блокировки параллельного управления кэшем (PCM - Parallel Cache Management Locks). Такие блокировки защищают блоки данных в кэше при использовании их несколькими экземплярами баз данных.
SQL Server поддерживает три основных типа блокировок:
- Shared Lock - разделяемая блокировка, которая используется при выполнении операции чтения данных. Позволяется чтение данных другой транзакцией, но запрещено изменение данных.
- Exclusive Lock - монопольная блокировка, которая применяется при изменении данных. Эта блокировка полностью запрещает доступ к данных другим транзакциям.
- Update Lock - блокировка обновления, которая является промежуточной между разделяемой и монопольной блокировкой. Используется, когда транзакция хочет обновить данные в какой-то ближайший момент времени, но не сейчас, и, когда этот момент придет, не хочет ожидать другой транзакции. В этом случае другим транзакциям разрешается устанавливать разделяемые блокировки, но не позволяет устанавливать монопольные.
Блокировки могут устанавливаться на трех уровнях -
- Уровень строк - уровень по умолчанию.
- Уровень страницы - используется для более эффективного использования ресурсов и в случае если в данной странице много строк с этой блокировкой.
- Уровень таблицы - используется при операциях над таблицей и в случае эскалации блокировок.
Взаимоблокировки
Возможна ситуация, когда две транзакции блокируют друг друга так, что продолжение работы не возможно без принудительного завершения одной из транзакций.
Пример:
create table t(i number, j number, s_i varchar2(100), s_j varchar2(100));
Для разрешения подобной ситуации монитор транзакций выбирает одну из транзакций для принудительного завершения.
Практические занятия
Постановка задачи. Проектирование данных на концептуальном и логическом уровнях. Нормализация отношений.
Презентация по ER-моделированию
Подготовка SQL скриптов генерации схемы отношений БД в ERwin. Разработка скрипта для ввода тестовой информации.
Видео-презентация (Для проигрывания требуется Windows Media Player)
Архитектура MS SQL Server 2005. Настройка и использование основных компонент среды. Создание учебной базы данных.
Видео-презентация (Для проигрывания требуется Windows Media Player)
Работа с СУБД MS SQL Server 2005, ORACLE 10g. Примеры соединений с БД, технологии разработки клиенского приложения
Использование технологии Java Database Connectivity (JDBC) для работы с базами данных
Примеры к презентации
SQL-скрипты, проект и исходные коды
package org.mai806.jdbcsample;
import java.sql.*;
public class QuerySample {
public static void main(String[] args) throws Exception {
/* ======== Подключение к MS SQL Server ===== */
// Загрузка драйвера
Class.forName("com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver");
// Соединение с базой данных
Connection connection = DriverManager.getConnection(
"jdbc:sqlserver://localhost:1433;databaseName=o01;",
// localhost - сервер СУБД, o01 - имя базы данных
"sa", "123"); // пользователь, пароль
/* ======== Подключение к Oracle ============
// Загрузка драйвера
Class.forName("oracle.jdbc.OracleDriver");
// Соединение с базой данных
Connection connection = DriverManager.getConnection(
"jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl",
// localhost - сервер СУБД, orcl - SID базы оракла
"o01", "o01"); // пользователь, пароль
// Создание Statement
PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement
("select ID, NAME from PERSON where NAME like ?");
stmt.setString(1, "%S%");
// Выполнение запроса
ResultSet rs = stmt.executeQuery();
// Перебор результата выполнения запроса
while(rs.next()) {
// Пример выбора параметра по номеру или по имени
System.out.println("ID: " +
rs.getLong(1) + "; NAME="+
rs.getString("NAME"));
}
// закрытие использованных ресурсов БД
rs.close();
stmt.close();
connection.close();
}
}
Листинг
P.1.
Выполнение запроса: QuerySample.java
package org.mai806.jdbcsample;
import java.sql.*;
import java.util.ResourceBundle;
public class StoredProcedureSample {
private static Connection connection = null;
public static void main(String[] args) throws Exception {
// Получение соединения из значений параметров в файле properties
ResourceBundle properties = ResourceBundle.getBundle("database");
Class.forName(properties.getString("driver"));
connection = DriverManager.getConnection(
properties.getString("url"),
properties.getString("user"),
properties.getString("password"));
transferAmount(1,2,100.0);
connection.close();
}
/**
* Переводит указанную сумму с одного счета на другой
* @param from счет плательщика
* @param to счет получателя
* @param amount сумма
*/
public static void transferAmount(long from, long to, double amount)
throws Exception {
// Создание Statement
CallableStatement stmt
= connection.prepareCall("{call TransferAmount(?,?,?)}");
// Установка параметров
stmt.setLong(1, from);
stmt.setLong(2, to);
stmt.setDouble(3, amount);
// Выполнение процедуры
stmt.execute();
}
}
Листинг
P.2.
Выполнение хранимой процедуры: StoredProcedureSample.java
package org.mai806.jdbcsample;
import java.sql.*;
import java.util.ResourceBundle;
public class TransactionalSample {
private static Connection connection = null;
public static void main(String[] args) throws Exception {
// Получение соединения из значений параметров в файле properties
ResourceBundle properties = ResourceBundle.getBundle("database");
Class.forName(properties.getString("driver"));
connection = DriverManager.getConnection(
properties.getString("url"),
properties.getString("user"),
properties.getString("password"));
// Ручное управление транзакциями
connection.setAutoCommit(false);
try {
transferAmount(2, 1, 10.0);
} finally {
connection.close();
}
}
/**
* Переводит указанную сумму с одного счета на другой
* @param from счет плательщика
* @param to счет получателя
* @param amount сумма
*/
public static void transferAmount(long from, long to,
double amount) throws Exception {
PreparedStatement stmt = null;
Statement query = null;
try {
stmt = connection.prepareStatement
("update ACCOUNT set AMOUNT=AMOUNT+? where ID=?");
// Забираем сумму со счета плательщика
stmt.setDouble(1, -amount);
stmt.setLong(2, from);
stmt.execute();
// Добавляем сумму на счет получателя
stmt.setDouble(1, amount);
stmt.setLong(2, to);
stmt.execute();
// Пост-проверка: отрицательность счета плательщика
query = connection.createStatement();
ResultSet rs = query.executeQuery(
"select AMOUNT from ACCOUNT where ID="+from+" and AMOUNT<0");
if (rs.next()) {
throw new Exception("На счете №"+from+"
недосточно средств ["+(amount+rs.getDouble(1))+"]
для снятия суммы ["+amount+"]");
}
connection.commit();
System.out.println("Перечисление средств успешно выполнено");
} catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
connection.rollback();
} finally {
if (stmt!=null)
stmt.close();
if (query!=null)
query.close();
}
}
}
Листинг
P.3.
Работа с транзакциями: TransactionalSample.java