Механизм выделения версий данных

Использование блокировок гарантирует сериальность планов выполнения смеси транзакций за счет общего замедления работы - конфликтующие транзакции ожидают, когда транзакция, первой заблокировавшая некоторый объект, не освободит его. Без блокировок не обойтись, если все транзакции изменяют данные. Но если в смеси транзакций присутствуют как транзакции, изменяющие данные, так и только читающие данные, можно применить альтернативный механизм обеспечения сериальности, свободный от недостатков метода блокировок. Этот метод состоит в том, что транзакциям, читающим данные, предоставляется как бы "своя" версия данных, имевшаяся в момент начала читающей транзакции. При этом транзакция не накладывает блокировок на читаемые данные, и, поэтому, не блокирует другие транзакции, изменяющие данные. Такой механизм называется механизм выделения версий и заключается в использовании журнала транзакций для генерации разных версий данных.

Журнал транзакций предназначен для выполнения операции отката при неуспешном выполнении транзакции или для восстановления данных после сбоя системы. Журнал транзакций содержит старые копии данных, измененных транзакциями.

Кратко суть метода состоит в следующем:

Для каждой транзакции (или запроса) запоминается текущий системный номер (SCN - System Current Number). Чем позже начата транзакция, тем больше ее SCN.

При записи страниц данных на диск фиксируется SCN транзакции, производящей эту запись. Этот SCN становится текущим системным номером страницы данных.

Транзакции, только читающие данные не блокируют ничего в базе данных.

Если транзакция A читает страницу данных, то SCN транзакции A сравнивается с SCN читаемой страницы данных.

Если SCN страницы данных меньше или равен SCN транзакции A, то транзакция A читает эту страницу.

Если SCN страницы данных больше SCN транзакции A, то это означает, что некоторая транзакция B, начавшаяся позже транзакции A, успела изменить или сейчас изменяет данные страницы. В этом случае транзакция A просматривает журнал транзакция назад в поиске первой записи об изменении нужной страницы данных с SCN меньшим, чем SCN транзакции A.
Найдя такую запись, транзакция A использует старый вариант данных страницы.

Рассмотрим, как решается проблема несовместного анализа с использованием механизма выделения версий.

Длинная транзакция выполняет некоторый анализ по всей таблице, например, подсчитывает общую сумму денег на счетах клиентов банка для главного бухгалтера. Пусть на всех счетах находятся одинаковые суммы, например, по $100. Короткая транзакция в этот момент выполняет перевод $50 с одного счета на другой так, что общая сумма по всем счетам не меняется.

Транзакция A

Время

Транзакция B

Сумма на счетах посчитана правильно.

Проверка SCN счета - SCN транзакции больше SCN счета. Чтение счета без наложения блокировки и суммирование.		---
---		X-блокировка счета - успешна
---		Снятие денег со счета .
---		X-блокировка счета - успешна
---		Помещение денег на счет .
---		Фиксация транзакции (Снятие блокировок)
Проверка SCN счета - SCN транзакции больше SCN счета. Чтение счета без наложения блокировка и суммирование.		---
Проверка SCN счета - SCN транзакции МЕНЬШЕ SCN счета. Чтение старого варианта счета и суммирование.		---
Фиксация транзакции		---

Результат. Транзакция A, начавшаяся первой не тормозит конкурирующую транзакцию B. При обнаружении конфликта (чтение транзакцией A измененного счета 3), транзакции A предоставляется своя версия данных, которая была на момент начала транзакции A.

Содержание раздела