Опубликован: 11.03.2009 | Доступ: свободный | Студентов: 2469 / 426 | Оценка: 4.22 / 4.22 | Длительность: 11:41:00
Лекция 7:

Понятие транзакции. Неявные и явные транзакции. Уровни изолированности транзакций в MS SQL Server 2005 и ORACLE 10g. Понятие блокировок. Основные типы блокировок

< Лекция 6 || Лекция 7: 12 || Лекция 8 >

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).

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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:

  1. Shared Lock - разделяемая блокировка, которая используется при выполнении операции чтения данных. Позволяется чтение данных другой транзакцией, но запрещено изменение данных.
  2. Exclusive Lock - монопольная блокировка, которая применяется при изменении данных. Эта блокировка полностью запрещает доступ к данных другим транзакциям.
  3. 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));
сеанс #1 сеанс №2
begin tran
begin tran
Update t set s_i = 
 'строка' where i = 1
Update t set s_j = 
 'строка' where j = 1
Update t set s_j = 
 'строка' where j = 1
ожидание
Update t set s_i = 
 'строка' where i = 1
ожидание

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

ER нотации

Пример модели в ERwin

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

Презентация

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
Работа с базами данных из J2EE Web-контейнера

Презентация

Объектно-реляционное отображения для работы с базами данных

Презентация

Использование препроцессора для работы с API СУБД

Презентация

< Лекция 6 || Лекция 7: 12 || Лекция 8 >
Александра Каева
Александра Каева
Светлана Токаревская
Светлана Токаревская

Добрый день! Скажите пожалуйста, так и задумано, что в каждой лекции приложен один и тот же приктикум?

Екатерина Дедкова
Екатерина Дедкова
Россия, Барнаул, РАНХиГС, 2017