Sistemas de Gerência de Bancos de Dados

Transcrição

1 Sistemas de Gerência de Bancos de Dados 5 - Controle de Concorrência Métodos baseados em Bloqueio 1

2 Protocolo simples de bloqueio: Definição: transação bloqueia objeto, na modalidade correta, antes de acessá-lo, liberando-o antes de terminar Modalidades: S compartilhada permite leitura apenas X exclusiva permite leitura e gravação Compatibilidade entre modalidades: compartilhada exclusiva compartilhada sim não exclusiva não não 2

3 Ações elementares: S(y) X(y) U(y) bloqueia y na modalidade compartilhada bloqueia y na modalidade exclusiva desbloqueia y Exemplo: log satisfazendo o protocolo de bloqueio: S1(x)R1(x)U1(x)X2(x)R2(x)W2(x)U2(x)X1(x)W1(x)U1(x) log não é serializável pois o grafo de conflito possui ciclo: T1<T2<T1 3

4 Protocolo de bloqueio em duas fases - 2PL: Definição do protocolo: transação bloqueia objeto, na modalidade correta, antes de acessá-lo, liberando-o antes de terminar após liberar o primeiro objeto, a transação não bloqueia nenhum outro objeto Ponto de Bloqueio de T - pb(t) instante em que a transação libera o primeiro objeto Exemplos log satisfazendo o 2PL: X1(x)R1(x)S2(y)R2(y)W1(x)U1(x)X2(x)U2(y)W2(x)U2(x) log não satisfazendo o 2PL: S1(x)R1(x)S2(y)R2(y)U1(x)X2(x)U2(y)W2(x)U2(x)X1(x)W1(x)U1(x) 4

5 Correção do 2PL: T<<U sse pb(t) precede pb(u) a relação << é uma relação de ordem total se T precede U por conflito então T<<U logo a relação de precedência por conflito é uma relação de ordem parcial O pb 5 pb T

6 Implementação do 2PL: bloqueio para x é criado antes da transação ler x antes da transação escrever x no banco, ou quando a transação atualizou x em memória e o SGBD processa END-TRANSACTION liberação de x ocorre quando o SGBD processa END-TRANSACTION ou ABORT 6

7 Bloqueio com granularidade múltipla: Aplicação: útil quando há transações que acessam grandes volumes de dados, intercaladas com transações pequenas granularidade múltipla: organiza os objetos em uma hierarquia bloqueio explícito de um objeto implica no bloqueio implícito dos seus sub-objetos modalidades adicionais: junto com a idéia de granularidade múltipla, ajudam a minimizar o overhead gerado pelos bloqueios 7

8 Protocolo de bloqueio simples com granularidade múltipla: Definição: quando uma transação bloqueia um objeto O explicitamente no modo M, todos os objetos acima de O na hierarquia ficam implicitamente bloqueados no modo M uma transação pode bloquear um objeto O no modo M sse O não estiver bloqueado por outra transação, implícita ou explicitamente, em um modo N incompatível com M 8

9 Problema: como testar a consistência dos bloqueios implícitos? Exemplo: transação 1 bloqueia explicitamente r(a,1) no modo exclusivo transação 2 não pode bloquear Seg(1) no modo compartilhado, pois há um sub-objeto de Seg(1) bloqueado no modo exclusivo Transação 2: L-S(Seg(1)) BD seg(1) seg(2) Transação 1: L-X(r(A,1)) Arq(A) Arq(B) Arq(C) r(a,1) r(a,2) r(a,n) r(b,1) r(b,k) r(c,1) r(c,m) 9

10 Solução: com bloqueio intencionais explicítos L-XI(BD) BD L-S(BD) L-XI(Seg(1)) segmento(1) L-S(Seg(1)) segmento(2) L-XI(Arq(A)) Arq(A) Arq(B) Arq(C) L-X(r(A,1)) r(a,1) r(a,2) r(a,n) r(b,1) r(b,k) r(c,1) r(c,m) 10

11 Modalidades: Métodos baseados em Bloqueio S IS X IX compartilhada compartilhada-intencional exclusiva exclusiva-intencional IS IX S X IS sim sim sim não IX sim sim não não S sim não sim não X não não não não 11

12 Protocolo de bloqueio simples - redefinido (com granularidade múltipla e com modalidades): Bloqueio de um objeto O Comece pela raíz da hierarquia e use a matriz de combatibilidade de bloqueios para decidir se um pedido de bloqueio pode ser concedido ou não. Se já encontrou O, coloque um pedido de bloqueio - S ou X - e pare Se O está mais abaixo na hierarquia, coloque um pedido de bloqueio intensional para o objeto corrente: IS - caso o bloqueio final seja S IX - caso o bloqueio final seja X Quando o pedido de bloqueio para o objeto for concedido, prossiga o caminhamento pela hierarquia 12

13 Protocolo de bloqueio simples - redefinido (com granularidade múltipla e com modalidades): Desbloqueio de um objeto O Desbloqueie O Desbloqueie o pai de O na hierarquia e assim recursivamente até chegar à raíz 13

14 2PL com granularidade múltipla e com modalidades: (idêntico ao protocolo de bloqueio) T pode bloquear um objeto O sse T não desbloqueou algum objeto anteriormente 14

15 Tratamento de bloqueios mútuos (deadlocks): detecção via grafo de espera G: um ciclo em G indica bloqueio mútuo quebrando-se todos os ciclos elimina-se o bloqueio mútuo quebrar um ciclo significa eliminar um nó de G, ou seja, reiniciar uma transação T3 T1 T2 T4 15

16 Tratamento de bloqueios mútuos (deadlocks): prevenção via "idade" das transações: quando T pedir um item de dados bloqueado para U: versão não-preemptiva: (wait-die) se T é mais nova do que U então deixe T esperar por U (T waits for U) senão cancele T (T dies) versão preemptiva (wound-wait) se T é mais nova do que U então deixe T esperar por U (T waits for U) senão cancele U (T wounds U) 16