Cliente/Servidor. Monitores Transacionais. Graça Bressan. Graça Bressan/LARC

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1 Cliente/Servidor Monitores Transacionais Graça Bressan Graça Bressan/LARC

2 Transação Filosofia de projeto de aplicação que garante robustez em sistemas distribuídos. É executada sob o controle de Monitores de Processamento Transacional (TP Monitors). Sob o controle do Monitor TP, uma transação é gerenciada desde a sua origem, em geral o cliente, ao longo de múltiplos servidores, até a sua conclusão com a volta do controle à sua origem. Quando uma transação termina, todas as partes envolvidas estão de acordo com o sucesso ou a falha da transação. Propriedades ACID Uma transação é uma coleção de ações que apresentam as propriedades ACID ( Andreas Reuter ): Atomicidade: a transação é indivisível como unidade de trabalho. Ou é completamente executada, ou se falhar é como se nunca tivesse sido executada (proposição de "tudo ou nada"). Consistência: após a execução da transação o sistema deve ficar em um estado consistente. Se a transação foi interrompida por erro, O sistema ficará no estado anterior à sua execução. Isolação: o comportamento de uma transação não deve afetar o comportamento de outras transações executando concorrentemente. Os acessos devem ser serializados. Durabilidade: os efeitos da execução da transação após sua conclusão com sucesso (commit) devem ser permanentes. Este conceito equivalente ao de persistência. Modelo de Transação Transações são representadas através de estruturas de linguagens convencionais ou especializadas. A estrutura simplificada de um programa transacional é a seguinte: Graça Bressan/LARC

3 Begin Transaction <seqüência de chamadas a outros gerenciadores de recursos, tais como DBMS> if <sucesso> then Commit else Roll Back Comandos Transacionais Begin Transaction : comando que inicia uma uma transação. Commit: comando que determina que as alterações executadas na transação se tornem permanentes. Roll Back: comando que desfaz as alterações em caso de falha. TRPC: Mecanismo equivalente ao de RPC para chamada de transações pelos clientes. Comandos Transacionais Sistema Inicio Sucesso Recuperação OSI TP C-BEGIN C-COMMIT C-ROLLBACK X/OPEN tx_begin tx_commit tx_rollback Tuxedo TPBEGIN TPCOMMIT TPABORT Top End tx_begin tx_commit tx_rollback Encina transaction oncommit onabort CICS Syncpoint Syncpoint RollBack Graça Bressan/LARC

4 Modelos de Transações Flat Transaction ( Simples ) Syncpoints Chained Transaction ( Encadeadas ) SAGAS Nested Transaction ( Aninhadas ) Flat Transactions Em caso de erro a transação será desfeita. Flat Transactions Todo trabalho feito dentro dos limites de uma transação está no mesmo nível. Vantagens: Simplicidade ( para operações curtas ) ACID Inicialmente criadas para aplicações bancárias Graça Bressan/LARC

5 Não monopoliza recursos críticos do sistema Limitadas 90% das aplicações comerciais Transações Flat devem ter curta duração para não monopolizarem recursos críticos do sistemas tais como Locks. Modelos de Transações Existem mecanismos alternativos para estender o fluxo de controle além da unidade linear de trabalho. As alternativas para se estender o fluxo de controle se classificam em dois grupos: Encadeamento de unidades de trabalho em sequencias lineares de mini transações: Syncpoints, Chained Transactions e Sagas. Criação de uma hierarquia aninhada de unidades de trabalho: Nested Transactions. Syncpoints Graça Bressan/LARC

6 Syncpoint permite o salvamento periódico do trabalho acumulado e executar um Roll Back. Syncpoint é volátil enquanto Commit é permanente: em caso de falha do sistema todos os dados acumulados são perdidos. Transações Chained Transações encadeadas utilizam Commit em lugar de Syncpoint para tornar o trabalho acumulado permanente. É perdida a habilidade de Roll Back da cadeia inteira de trabalho. Graça Bressan/LARC

7 Saga No modelo de transação Saga o Roll Back é possível desfazer todo o trabalho acumulado pelos Commits. Graça Bressan/LARC

8 Nested Transactions Two-Phase Commit Nos casos em que uma transação interage com diferentes gerenciadores de recursos, em um ambiente centralizado ou distribuído, para finalizar uma atualização é necessário que os vários gerenciadores executem um Commit. Gerenciadores de recursos podem ser outros sistemas tais como DBMS e servidores de Groupware. A transação emitirá um único Commit (ou Roll Back para desfazer a transação) que será manipulado por um componente do sistema denominado Coordenador. Ao receber uma requisição de Commit, o Coordenador contata todos os gerenciadores de recursos, denominados participantes, para que forcem as escritas dos dados contidos em seus Logs. Se a escrita for bem sucedida, cada participante retorna OK e caso contrário retorna Not OK. Quando o Coordenador recebeu o OK de todos os Participantes, ele força a escrita de seu próprio Log, registrando a decisão final da transação, se OK no caso de Commmit ou Not OK se é Roll Back. De qualquer forma, o Coordenador informa os demais Participantes da decisão. Cada Participante deverá executar seu Commit ou Rollback local. Em caso de falha em algum ponto do processo, o procedimento de reiniciação consultará a decisão gravada no Log do Coordenador. Se não existir uma decisão gravada então será assumido que foi RollBack. Graça Bressan/LARC

9 Monitores Transacionais - TP-Monitors O que é um TP-Monitor "Um sistema operacional de processamento de transações" Jeri Edwards São especializados em gerenciar transações. Quando uma transação termina, o TP-Monitor garante que todos os sistemas envolvidos na transação são deixados num estado consistente. O monitor TP sabe como executar as transações, roteá-las pelos sistema, balancear a carga e recuperar falhas. Apareceram primeiro nos mainframes, com o objetivo de fornecer robustez para o ambiente de execução de aplicações OLTP em larga escala. OLTP - OnLine Transaction Processing: aplicações de missão crítica, que envolvem um cliente GUI e um ou mais servidores de transações SQL sobre bases de dados. Principais atividades de um TP-Monitor: Gerenciamento de Processos: incluindo iniciar processos servidores, transmitir suas requisições, monitorar a execução e balancear a carga de trabalho; Gerenciamento de transações: o que significa garantir o ACID para todos os componentes que rodam sob sua proteção. TP-Monitor e Servidor de Banco de Dados Graça Bressan/LARC

10 TP-Monitors Gerenciam Aplicações Tipos de Interação Cliente/Servidor CONVERSACIONAL RPC ( Remote Procedure Call ) QUEUED ( Filas de Mensagens ) BATCH ( Processamento em Lote ) Padrões de Gerenciamento TP-Monitor exige padrões pois suas aplicações podem coordenar diferentes plataformas com acesso a diferentes bases de dados e gerenciadores de recursos. Existem duas fontes de especificações: OSI-CCR e OSI-TP da ISO: define os protocolos de mensagens que permitem que monitores TP interoperem. Entre essas definições encontra-se a do protocolo Two-Phase Commit DTP da X/OPEN: define os componentes de um sistema baseado em transações e como esses sistemas interoperam. Graça Bressan/LARC

11 X/Open DTP - Distributed Transaction Procesing X/Open DTP tem como principal objetivo definir os componentes de um sistema baseado em transações e definir suas interfaces. O modelo define 3 componentes: Programas de Aplicação Gerenciamento de Transação Gerenciamento de Recursos X/Open DTP - Distributed Transaction Processing TP-Monitors: TP-Lite & TP-Heavy TP-Lite Simples integração de funções TP-Monitors em banco de dados. Em geral suportam transações Flat. TP-Heavy São os TP-Monitors, incluindo a nova geração de produtos do mercado: CICS, Encina, Tuxedo, Tandem s PathWay, Top End, DEC s ACMS, e outros. Diferenças: Escopo de término de transação Graça Bressan/LARC

12 Gerenciamento de recursos heterogêneos Gerenciamento de Processos Requisições C/S Desempenho TP-Monitors - Produtos ACMSxp Digital Equipment Corp. X/Open DTP Encina Transarc Baseado em OSF DCE (Distributed Computing Environment), XA-interface, TxRPC, CPI-C X/Open e CPI-RR da IBM. GRIP Itautec GRIP é um TP Monitor para Netware e Windows NT TUXEDO System 6.1 Novell Monitor Transacional Distribuído Suporta 35 plataformas de servidores e clientes Windows, Windows NT, OS/2, Motif, Macintosh e DOS CICS IBM CICS - Customer Information Control System Baseado em DCE e Encina Suporta MVS/ESA, VSE/ESA, OS/2, OS/400 Transactions Server do Backoffice Windows NT Fim do Módulo Monitores Transacionais Graça Bressan/LARC

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