Gerenciamento de Transações

Transcrição

1 Gerenciamento de Transações Outros tipos de recuperação: Além das falhas causadas por transações incorretas, conforme vimos anteriormente, podem ocorrer outros tipos de falhas, que ocorrem por fatores não locais. São diferenciados em dois tipos de falhas: Falhas de sistema: não danificam fisicamente o banco de dados, mas afetam todas transações em curso no momento. Falhas da mídia: causam danos ao banco de dados ou parte dele, e prejudicam as transações que fazem acesso a esta parte do banco. Exemplo: queda da cabeça de gravação. 1

2 Gerenciamento de Transações Falhas de sistema: Primeiramente, iremos abordar as falhas de sistema. Neste caso, o conteúdo da memória de processamento é perdido, e não se sabe mais em qual ponto de execução de programas e instruções manuais estamos. Por tal motivo, não é possível ter conhecimento do ponto em que paramos em cada transação, e devemos desfazer cada transação, retornando todo o banco de dados à situação anterior. Em segundo lugar, vamos compreender melhor qual o processo utilizado pelo SGBD para gravar os dados no meio físico. Para cada operação (instrução INSERT, DELETE, UPDATE): As alterações de dados aceitas ( COMMIT ) são guardadas em um buffer. A operação realizada é registrada em um log físico, para termos controle das transações. 2

3 Gerenciamento de Transações Obedecendo o intervalo de tempo Δt, o SGBD: Grava todas as alterações do buffer no meio físico. Marca um ponto de verificação (checkpoint) no log físico, para separar as operações já confirmadas daquelas em realização. Para compreender como é realizada a recuperação de sistema, vamos supor o seguinte conjunto de transações, compostos cada um pelas operações respectivas de inserção (I1, I2, etc.) e exclusão (D1, D2,...): Transação 1: I1, I2 e I3 Transação 2: I4, I5 e I6 Transação 3: I7, I8 e D1 Transação 4: I9, I10, I11, I12, I13 e I14 Transação 5: I15, I16 e D2 3

4 Gerenciamento de Transações Para facilitar o entendimento, iremos representar através de uma figura a evolução de cada transação ao longo do tempo. Vamos definir que: Em tc, o sistema realiza uma marcação de ponto de verificação (checkpoint). Em tf, ocorre uma falha do sistema. 4

5 Gerenciamento de Transações Ao reiniciar o sistema, pela figura, verificamos que: A transação T1 teve todas as suas atualizações gravadas no banco de dados em tc. Portanto, como não houve prejuízo ao sistema físico, nada é necessário fazer. A transação T2 não estava completa em tc, portanto não foi gravada em meio físico. Mas encerrou antes de tf, e portanto, ao reiniciar, o sistema deverá refazer a transação T2. A transação T3 iniciou após tc, mas terminou antes de tf. Deve ser também recuperada e gravada no reinício. As transações T4 e T5 não terminaram antes de tc, e devem ser desfeitas. 5

6 Para recuperar os dados da forma descrita, utilizaremos o log físico das transações. Iremos encontrar: T1: I1 T1:I2 T2: I4 T1: I3 T1: COMMIT T2:I5 T4: I9 Checkpoint T2: I6 T2: COMMIT T4: I10 T3: I7 T4: I11 T3: I8 T4: I12 T5: I15 T3: D1 T3: COMMIT T4: I13 T5: I16 6

7 Gerenciamento de Transações Não encontraremos no log T4: I14 e T5: D2 pois não foram executadas (sistema falha antes). Desta forma, não poderemos completar esta transação posteriormente pois não teremos os dados necessários. Para recuperar o sistema, iremos partir do banco de dados existente no meio físico. Com base no log físico, iremos percorrer este arquivo do seu início até o final. Para cada nova transação, verificaremos: Se recebeu um COMMIT antes do checkpoint do sistema; neste caso, pode ser ignorada pois já se encontra no banco. Em nosso exemplo, seria T1, o qual podemos retirar do log antes de sua execução. Se não encontramos um COMMIT antes do fim do log ; neste caso, também removemos do arquivo, pois a transação não se completou e deve ser ignorada. Em nosso exemplo, T4 e T5. 7

8 T2: I4 T2:I5 T4: I9 Checkpoint T2: I6 T2: COMMIT T4: I10 T3: I7 T4: I11 T3: I8 T4: I12 T5: I15 T3: D1 T3: COMMIT T4: I13 T5: I16 Desta forma, para recuperar o banco, bastará aplicar sobre o conjunto de dados existentes em meio físico novamente as transações T2 e T3, na seqüência indicada acima no log após a análise efetuada, a qual remove transações já completadas antes do checkpoint e aquelas não completadas antes da falha do sistema. 8

9 Gerenciamento de Transações Falhas de mídia: Neste caso, a recuperação é realizada utilizando o recurso de backup do banco. Faz-se uso da dupla de utilitários do SGBD denominada dump / restore. O primeiro copia o atual conteúdo do banco de dados físico para outro meio físico (exemplo: fitas), enquanto o segundo é capaz de reconstituir o primeiro quando necessário. Para casos de falhas de mídia, restaura-se o backup e em seguida utiliza-se o log de transações para recuperar as transações correntes até o ponto da falha, utilizando o mesmo processo utilizado para as falhas de sistema. 9

10 Exercício 5 10

11 Exercícios 1) Sob o ponto de vista do usuário de um banco de dados, avalie as situações: No início do dia, o correntista possui um saldo de R$2.000,00. Vai, então, a um caixa automática e retira R$100,00. No instante seguinte, imprime um extrato de conta corrente e vê o seguinte demonstrativo: Saldo anterior: R$2.000,00 Saque do caixa automático: R$100,00 Saldo atual: R$2.000,00 Aguarda mais 20 minutos e solicita outro extrato: Saldo anterior: R$2.000,00 Saque do caixa automático: R$100,00 Saldo atual: R$1.900,00 A) Para o SGBD o banco de dados estava íntegro entre o 1º. e o 2º. extrato? E sob o ponto de visão do analista que criou a transação? Explique o por quê nos dois casos. B) Quais propriedades das transações foram violadas? Por que? 11

12 Exercícios Resposta do exercício 1 A) Sob o ponto do SGBD, o banco de dados estava íntegro porque as transações estavam em processo de execução durante a emissão do 1º. e o 2º. extrato, e ao fim a transação finalizou sucesso. No ponto de vista do analista, o banco de dados não estava íntegro porque no momento da emissão do 1º. extrato, após a realização de operação de saque, não houve alteração do saldo bancário. B) Atomicidade: Violada, porque a transação ocorreu em duas etapas. Consistência: Violada, porque no momento de emissão do 1º. extrato o saldo bancário não refletiu a operação de saque realizada anteriormente. No ponto de vista do usuário, houve inconsistência. Isolamento: Violada, porque o usuário teve acesso aos dados antes da finalização da transação. Durabilidade: Dados registrados corretamente no banco de dados. 12

13 Exercícios 2) A partir das transações abaixo, analise se há violação das propriedades de transação. tc tf T1 i1 e1 a1 T2 i2 i3 a2 d1 T3 d2 d3 d4 d5 13

14 Exercícios 3) Como é implementada a propriedade Durabilidade (D) de uma transação na prática? O que distingue um conjunto de dados antes e depois de um COMMIT? Pense nos dispositivos utilizados pelo computador para efetuar este controle. Dados armazenados no buffer aguardando a próxima instrução para liberar esses dados da memória do computador. Executa o comando COMMIT. O SGBD copia os dados da memória para o disco rígido para um arquivo de banco de dados e libera a memória. Estes dados se tornam dados persistentes. 14