10.3. Транзакции

10.3.1. Понятие транзакции

Транзакция представляет собой законченную совокупность дей­ствий над БД, которая переводит ее из одного целостного в логичес­ком смысле состояния в другое.

Понятие транзакция широко используется в АИС и может отно­ситься не только к распределенным банкам данных. Однако в РБнД оно становится особенно значимым.

К транзакциям предъявляется набор требований, известный под названием ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability). Эти тре­бования вытекают из определения транзакции.

Атомарность (atomicity). Транзакция представляет собой некото­рый набор законченных действий. Система обеспечивает их выполне­ние по принципу «все или ничего» - либо выполняются все действия, тогда транзакция «фиксируется»; либо, если возможность выполнить все действия отсутствует, например в случае сбоев, транзакция «отка­тывается» назад, а БД остается в исходном состоянии.

Согласованность (consistency). Предполагается, что в результате выполнения транзакции система переходит из одного корректного состояния в другое.

Изолированность (isolation). При выполнении транзакции дан­ные могут временно находиться в несогласованном состоянии. Такие данные не должны быть видны другим транзакциям, пока изменения не будут завершены (т.е. пока все модификации не будут формально зафиксированы). Система обеспечивает каждой транзакции иллюзию того, что та выполняется изолированно, как если бы прочие транзак­ции либо завершились до ее начала, либо начнут выполняться после ее завершения.

Долговечность (durability). Если транзакция зафиксирована, то ее результаты должны быть долговечными. Новые состояния всех объек­тов сохранятся даже в случае аппаратных или системных сбоев.

Конкретные СУБД используют различные механизмы управления транзакциями. Некоторые СУБД для задания транзакции используют операторы BEGIN TRANSACTION-END TRANSACTION, и все ко­манды, заключенные между ними, составляют транзакцию. В неко­торых системах считается, что, инициируя сеанс работы с SQL, пользо­ватель начинает транзакцию, которая будет продолжаться, пока не будет введен оператор COMMIT WORK, который сделает все изме­нения, проведенные в ходе транзакции, постоянными, или оператор ROLLBACK WORK, который отменяет все сделанные в транзакции изменения. После каждого оператора COMMIT или ROLLBACK на­чинается новая транзакция.

Во многих СУБД присутствует специальный параметр AUTO-COMMIT, который, находясь во включенном состоянии, приводит к автоматической фиксации изменений каждой нормально завершен­ной операции.

Транзакция может быть помечена как «только чтение» (READ ONLY). При выполнении такой транзакции попытка провести изме­нение данных будет вызывать сообщение об ошибке. Задание при­знака READ ONLY позволяет увеличить производительность как этой, так и параллельно исполняемых транзакций.

Существуют многочисленные модели транзакций, обеспечиваю­щие соблюдение требований ACID. Ниже описаны некоторые из них.

10.3.2. Плоские транзакции

Модели плоских транзакций соответствует один управляющий слой, которому подчинено произвольное число элементарных дей­ствий.

Согласно правилам обработки плоских транзакций либо должны успешно завершиться все компоненты глобальной транзакции, либо не должна завершиться ни одна из них. Если неудачей завершилось изменение хотя бы одной удаленной базы данных из множества, то и все остальные компоненты должны быть возвращены в состояние, предшествовавшее началу транзакции. Учитывая количество узлов в сети крупной или даже средней организации, можно предположить, что вероятность отказа хотя бы одного узла весьма высока. Если при­меняется модель плоских транзакций, то придется заново выполнять все составные части транзакции, что существенно повышает требо­вания к вычислительным ресурсам и отнимает значительную долю пропускной способности системы.