Базы данных. Вводный курс
Гранулированные синхронизационные блокировки
Подобные рассуждения привели к разработке механизма гранулированных синхронизационных блокировок. При применении этого подхода синхронизационные блокировки могут запрашиваться по отношению к объектам разного уровня: файлам, таблицам и кортежам. Требуемый уровень объекта определяется тем, какая операция выполняется (например, для выполнения операции уничтожения таблицы объектом синхронизационной блокировки должна быть вся таблица, а для выполнения операции удаления кортежа – этот кортеж). Объект любого уровня может быть заблокирован в режиме S или X.
Для согласования блокировок разного уровня вводятся специальный протокол гранулированных блокировок и новые типы блокировок. Коротко говоря, перед установкой блокировки на некоторый объект базы данных в режиме S или X соответствующий объект верхнего уровня должен быть заблокирован в режиме IS, IX или SIX. Что же собой представляют эти режимы блокировок?
Блокировка в режиме IS (Intented for Shared lock) некоторого составного объекта o
базы данных означает намерение заблокировать некоторый объект o', входящий в o, в совместном режиме (режиме S). Например, при намерении читать кортежи из таблицы Tab
эта таблица должна быть заблокирована в режиме IS (а до этого в таком же режиме должен быть заблокирован файл, в котором располагается таблица Tab).
Блокировка в режиме IX (Intented for eXclusive lock) некоторого составного объекта o
базы данных означает намерение заблокировать некоторый объект o', входящий в o, в монопольном режиме (режиме X). Например, для удаления кортежей из таблицы Tab
эта таблица должна быть заблокирована в режиме IX (а до этого в таком же режиме должен быть заблокирован файл, в котором располагается таблица Tab).
Блокировка в режиме SIX (Shared, Intented for eXclusive lock) некоторого составного объекта o
базы данных означает совместную блокировку всего этого объекта с намерением впоследствии блокировать какие-либо входящие в него объекты в монопольном режиме (режиме X). Например, если выполняется длинная операция просмотра таблицы Tab
объект o
целиком или какой-либо объект o', входящий в o. Несовместимость блокировки объекта o
в режиме S в транзакции T1
с блокировкой этого объекта в режимах X, IX или SIX в транзакции T2, тем самым, устраняет конфликты транзакций T1
и T2
вида R/W.
Блокировка объекта o
в режиме IХ в транзакции T1
совместима с блокировкой этого же объекта в режимах IS или IX в транзакции T2. Действительно, блокировка объекта o
в режиме IX в транзакции T1
направлена на то, чтобы в этой транзакции изменять какой-либо объект o', входящий в o, а блокировка этого же объекта в режиме IS в транзакции T2
– на то, чтобы читать в транзакции T2
какой-либо объект o'', входящий в o. Если объекты o'
и o''
– разные, то конфликт транзакций T1
и T2
не возникнет. Если o'
= o'', то перед изменением этот объект будет заблокирован в транзакции T1
в режиме X, а перед чтением – в транзакции T2
в режиме S. Несовместимость этих блокировок позволит избежать конфликта транзакций T1
и T2
вида W/R, и для этого не требуется несовместимость блокировок IX и IS объекта o. Аналогично обосновывается совместимость блокировок IX и IX. Блокировка IХ не совместима с блокировкой S, поскольку иначе мог бы проявиться конфликт транзакций T1
и T2
вида W/R. Блокировка IХ не совместима с блокировкой X, поскольку иначе мог бы проявиться конфликт транзакций T1
и T2
вида W/W. Наконец, блокировка IХ не совместима с блокировкой SIX, поскольку иначе мог бы проявиться конфликт транзакций T1
и T2
вида W/R или W/W.
Блокировка объекта o
в режиме IS в транзакции T1
совместима с блокировкой этого же объекта в режимах S, IS, IX или SIX в транзакции T2. Совместимость с блокировкой в режиме S или IS уже обосновывалась. Покажем, что блокировка объекта o
в режиме IS в транзакции T1
совместима с блокировкой того же объекта в режиме IX в транзакции T2. Действительно, блокировка объекта o
в режиме IS в транзакции T1
направлена на то, чтобы в этой транзакции читать какой-либо объект o', входящий в o, а блокировка этого же объекта в режиме IX в транзакции T2
– на то, чтобы в транзакции T2
изменять какой-либо объект o'', входящий в o. Если объекты o'
и o''
– разные, то конфликт транзакций не возникнет. Если o'
= o'', то перед чтением этот объект будет заблокирован в транзакции T1
в режиме S, а перед изменением – в транзакции T2
в режиме X. Несовместимость этих блокировок позволит избежать конфликта транзакций T1
и T2
вида R/W, и для этого не требуется несовместимость блокировок IS и IX объекта o. Аналогично можно показать совместимость блокировок IS и SIX. Несовместимость блокировок IS и X очевидна, поскольку иначе мог бы проявиться конфликт транзакций T1
и T2
вида R/W.
Блокировка объекта o
в режиме SIX в транзакции T1
позволяет этой транзакции читать любой объект o', входящий в o, без его дополнительной блокировки и изменять любой объект o', входящий в o, с его предварительной блокировкой в режиме X. Эта блокировка совместима с блокировкой объекта o
в режиме IS в транзакции T2. Действительно, блокировка объекта o
в режиме IS в транзакции T2
направлена на то, чтобы в транзакции T2
читать какой-либо объект o', входящий в o. Перед этим в транзакции T2
должна быть установлена блокировка объекта o'
в режиме S. К этому моменту у объекта o'
может отсутствовать явная блокировка, установленная в транзакции T1, что, в соответствии с семантикой блокировки SIX, означает наличие неявной блокировки o'
по чтению. Очевидно, что в этом случае конфликт транзакций T1
и T2
не возникает. К этому же моменту у объекта o'
может иметься блокировка в режиме X, установленная в транзакции T1. В этом случае запрос блокировки объекта o'
в режиме S удовлетворен не будет, и конфликт транзакций T1
и T2
вида W/R будет предотвращен без потребности в несовместимости блокировок SIX и IS. Блокировка объекта o
в режиме SIX в транзакции T1
не совместима с блокировкой объекта o
в режиме X в транзакции T2, поскольку иначе мог бы проявиться конфликт транзакций T1
и T2
вида R/W. Блокировка объекта o
в режиме SIX в транзакции T1
не совместима с блокировкой объекта o
в режиме S или IS в транзакции T2, поскольку иначе мог бы проявиться конфликт транзакций T1
и T2
вида W/R при доступе к некоторым объектам o', входящим в o. Наконец, блокировка объекта o
в режиме SIX в транзакции T1
не совместима с блокировкой объекта o
в режиме IX или SIX в транзакции T2, поскольку иначе мог бы проявиться конфликт транзакций T1
и T2
вида R/W при доступе к некоторым объектам o', входящим в o.
