BANCO DE DADOS 2 TRANSAÇÃO

Transcrição

1 BANCO DE DADOS 2 TRANSAÇÃO Prof. Edson Thizon

2 Reconstrução ( recovery ) Idéia básica Em algum momento no tempo, todo sistema computacional apresentará uma falha. O SGBD deve incorporar mecanismos de proteção e recuperação em caso de falhas

3 Tipos de falhas (1) Falha de transação Uma transação que está executando alterações sobre a base de dados termina de forma anormal Causas: erro no programa que executa a transação, cancelamento por Deadlock, interrupção pelo usuário, Demais programas permanecem em execução Falha de sistema O SGBD encerra sua execução enquanto há transações de alteração em execução Causas: erro interno no SGBD, problema de execução no software que suporta o SGBD, falha no hardware, problema na alimentação,

4 Tipos de falhas (2) Falha no meio de armazenamento Parte ou toda a base de dados está inacessível ou incorreta (falha no meio de armazenamento, falha na controladora, programas fazem alterações incorretas, )

5 Princípios Princípio básico dos mecanismos de reconstrução: Redundância de informações Limitação fundamental: Não existe esquema de reconstrução completamente seguro Objetivo da reconstrução Levar a base de dados há um estado no passado em que os dados estão garantidamente corretos (nenhuma transação estava sendo executada) Refazer transações Informar usuários sobre as últimas transações executadas

6 Mecanismo genérico de reconstrução usado pelo SGBD(1) Periodicamente a base de dados é copiada integralmente para outro meio físico de armazenamento (tipicamente fita magnética): backup dump. Cada vez que é executada uma alteração sobre uma linha de uma tabela é criado um registro de log

7 Mecanismo genérico de reconstrução usado pelo SGBD(1) Ocorrendo uma falha, existem duas possibilidades de acordo com estado da base de dados: A base de dados está danificada Carregar a base de dados a partir da última cópia de segurança feita Refazer as transações ( redo ) executadas desde a cópia, usando as imagens posteriores do arquivo de log A base de dados não está danificada, mas seu conteúdo não é confiável, pois quando da falha, havia transações em execução Desfazer transações ( undo ), usando imagens posteriores, até atingir um estado confiável (em que não havia transações sendo executadas)

8 Transação Nem sempre aquilo que do ponto de vista do usuário é uma operação atômica pode ser executado por uma única instrução de banco de dados. Exemplo: Incluir um pedido e seus itens (corresponde a duas instruções INSERT de SQL) Consequência: É necessário um mecanismo que permita informar ao SGBD que um conjunto de alterações forma uma transação

9 Propriedade desejáveis de transações (ACID) Atomicidade Uma transação é uma unidade indivisível de alteração da base de dados: ou ela é executada por completo, ou então nada é executado preserva Consistência Uma transação leva a base de dados de um estado consistente a outro estado consistente (durante a execução da transação, a base de dados pode passar por um estado inconsistente) Isolamento Outras transações não devem ver alterações parcialmente realizadas por uma transação, até seu encerramento com sucesso Durabilidade Quando a execução de uma transação for confirmada ao usuário, ela deve passar a ser permanente, ou seja não deve ser desfeita pelo SGBD

10 Instruções para controle de transação Uma instrução isolada de SQL é considerada uma transação. Quando um usuário necessitar montar transações mais complexas pode usar as seguintes instruções BEGIN-TRANSACTION O usuário sinaliza ao SGBD que está iniciando uma transação É escrito um registro correspondente no arquivo de log COMMIT-TRANSACTION O usuário sinaliza ao SGBD que está encerrando com sucesso a transação Com isso está confirmando ao SGBD todas alterações feitas desde a execução do BEGIN-TRANSACTION É escrito um registro correspondente no arquivo de log ABORT-TRANSACTION O usuário sinaliza ao SGBD que todas as alterações realizadas desde o último BEGIN-TRANSACTION devem ser desfeitas, pois há problemas na transação. O SGBD deve executar uma operação de undo É escrito um registro correspondente no arquivo de log

11 Recuperação de erro de transação Deve ser executada pelo SGBD quando uma transação que estava sendo executada é cancelada (explicita- ou implicitamente): Programa que executava a transação foi descontinuado (divide-byzero, ) Usuário executou ABORT-TRANSACTION Recuperação: Os efeitos da transação em execução devem ser desfeitos ( undo ) Somente estes efeitos são atingidos pela reconstrução Consequência O arquivo de log deve ser acessável de forma randômica Não pode haver outros usuários que "viram" os dados alterados pela transação (isolamento)

12 Recuperação de falha no sistema O SGBD parou de executar Operações de escrita em meio físico podem ter sido perdidas. Buffers em memória podem ter sido perdidos Todas transações que estavam em execução devem ser desfeitas Questão: Como o SGBD sabe quais as transações que estavam em execução? Poderia implicar em uma busca em todo arquivo de log de trás para diante.

13 Check-point De tempos em tempos, o SGBD escreve no arquivo de log um registro especial chamado check-point, que serve para registrar quais as transações que estavam em execução A execução de um check-point envolve: Descarregar todos os buffers do arquivo de log (para garantir que o efeito de todas operações realizadas até este ponto estejam registradas no arquivo de log ) Escrever um registro de check-point no arquivo de log Descarregar todos os buffers da base de dados (garantido que todas operações realizadas até o ponto tenham sido registradas) Escrever na base de dados o endereço último registro de checkpoint.

14 Recuperação de falhas no meio de armazenamento A base de dados está danificada. Deve ser usada uma cópia de segurança. A partir dela, todas operações sobre a área afetada devem ser refeitas. A cópia de segurança pode ser de diferentes tipos: Total Toda a base de dados é copiada. Não podem existir transações em execução (cópia off-line ). Parcial Parte da base de dados é copiada. Outras partes podem continuar em uso. Incremental Somente as partes da base de dados que foram alteradas desde a última cópia total são copiadas. On-line A base de dados é copiada enquanto transações são executadas. Mecanismo de estampas de tempo é usado para sincronizar as cópias com o arquivo de log.

15 Reconstrução em sistemas comerciais Oracle7 e Sybase oferecem reconstrução on-line, isto é, apenas aqueles usuários afetados pela reconstrução são desconectados - os demais não tomam conhecimentos da reconstrução Oracle7 permite que, em máquinas com múltiplos processadores sejam geradas paralelamente diversas cópias de segurança e que a reconstrução também aconteça de forma paralela.

16 Transação - ORACLE As transações são terminadas por um dos seguintes comandos: Commit: executa a efetivação da transação corrente e começa uma nova; Rollback: aborta a transação corrente;

17 Controle de transação no Oracle No Oracle a técnica utilizada para implementar o gerenciamento de uma transação é a de Arquivos de Log, a qual é onde fica registradas as ações praticadas sobre o Banco de Dados

18 UPDATE emp SET sal=sal*1.1 WHERE empno=7369 Server process Database buffer cache Instance SGA Redo log buffer Shared pool Library cache Data dictionary cache 2 Data files Control files Database Redo log files

19 1 Instance SGA Shared pool Server process 4 Database buffer cache Redo log buffer 3 User process Data files Control files Database LGWR 2 Redo log files

20 Locks Locks são recursos de compartilhamento de dados, que permitem que o dado seja atualizado e pesquisados dentro de um ambiente multiusuário de maneira segura e que lhes garanta confiabilidade e integridade. Através dos locks é possível garantir a atualização a um único usuário ou a pesquisa a vários.

21 Niveis de Locks Há normalmete Independente da nomenclatura dada por fornecedores de SGBDs, dois níveis de locks importante: Locks exclusivos Locks Compartilhados

22 Locks Exclusivos Chamados de XLOCKS, são usados para garantir o uso de um determinado dado por um único usuário. É especialmente utilizado em casos de atualizações.

23 Locks Compartilhados Chamados de SLOCKS, são usados para permitir que mais de um usuário acesse o mesmo dado ao mesmo tempo. É especialmente utilizado em casos de pesquisa em tela, por exemplo.

24 Quando um usuário adquire um nível de lock sobre um dado, ele pode requisitar outro nível ao SGBD. A este conceito damos o nome de Promoção de níveis de Locks

25 Distribuição de Dados Há, na teoria 2 arquiteturas básicas de Banco de Dados no que se refere a distribuição dos dados: Centralizados Distribuídos

26 TWO-PHASE COMMIT Uma transação usada em Banco de Dados Distribuído, que só é efetuada quando há recebimento da confirmação da possibilidade de atualização em todas as tabelas envolvidas.

27 Referências Bibliográficas HEUSER, Carlos Alberto. Fundamentos de Banco de Dados. UFRGS. KORTH, Henry F. & SILBERSCHATZ, Abraham. Sistemas de Bancos de Dados, São Paulo. Ed. Makron Books, FERNANDES, Lúcia. Oracle 9i Para Desenvolvedores Oracle Developer 6i Curso Completo. Ed. Axcel