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TRANSACCIONES, AISLAMIENTO Y CANDADOS

Bases de Datos

Ingeniería de Sistemas Universidad Nacional de Colombia

2013

Ejemplo de una cuenta corriente

CONSIGNACION

Ingrese consignación

Lea saldo del cliente A

saldo = saldo +

consignación

grabe saldo

RETIRO

Ingrese retiro


Si saldo >= retiro

saldo = saldo – retiro

grabe saldo

suministre dinero

Fin_SI

Operación sin control

RETIRO

Ingrese retiro


Si saldo >= retiro


grabe saldo

suministre dinero

Fin_SI

Retira 800

Saldo inicial del cliente A = 1000

retiro = 800

saldo = 1000

saldo = 200

Operación sin control

CONSIGNACION

Ingrese consigna


saldo = saldo + consigna

grabe saldo

RETIRO

Ingrese retiro


Si saldo >= retiro


grabe saldo

suministre dinero

Fin_SI

Retira 800 Retira 700 Retira 100 Consigna 300

retiro = 800 retiro = 700 retiro = 100 consigna = 300


saldo = 1000 saldo = 1000 saldo = 1000 saldo = 1000

saldo = 200 saldo = 300 saldo = 900 saldo = 1300

Operación con control

CONSIGNACION

Ingrese consigna


saldo = saldo + consigna

grabe saldo

RETIRO

Ingrese retiro


Si saldo >= retiro


grabe saldo

suministre dinero

Fin_SI

Retira 800 Retira 700 Retira 100 Consigna 300

retiro = 800 retiro = 700 retiro = 100 consigna = 300


saldo = 1000 Espere Espere Espere

saldo = 200 Espere Espere Espere

saldo = 200 saldo = 200 Espere

saldo = 100 saldo = 100

saldo = 400

Bases de Datos - 2013

Transacciones

Una transacción es una o más sentencias que se toman como

una unidad (todo termina bien o todo se aborta)

Una transacción es una unidad lógica de trabajo

Definida para las reglas del negocio

Típicamente incluye al menos una modificación de datos

Pasa la base de datos de un estado consistente a otro

Una transacción tiene dos posibles salidas:

Committed Todas las modificaciones quedan en firme

Rolled back

Las modificaciones retornan a su estado inicial


Rol de las transacciones

Proteger los datos de las fallas del software, hardware, y

potencia eléctrica

Permitir el aislamiento de datos de tal forma que varios

usuarios pueden acceder simultáneamente a los datos sin

interferencia


Cuándo usar transacciones?

Cuando un conjunto de sentencias se deben comportar como una unidad


Sentencias para transacciones

Cuatro sentencias definen la estructura de una

transacción: begin tran

commit tran

rollback tran

save


begin tran y commit tran

begin tran Inicia la transacción

commit tran Finaliza la transacción Todas las modificaciones quedan en firme


begin tran y commit tran

Sintaxis: begin { tran | transaction } [ transaction_name ]

commit [ tran | transaction | work ] [ transaction_name

| savepoint_name ]


rollback tran

rollback tran termina una transacción

Deshace las modificaciones que se hayan hecho

La ejecución continua con la instrucción siguiente a rollback


save

save crea un nombre de un punto de grabación Es una extensión SQL que permite rollbacks parciales


Sintaxis para save

Sintaxis: save { transaction | tran } savepoint_name


Transacciones anidadas

Se pueden tener transacciones anidadas:

El begin y commit más externos comienzan y finalizan las transacciones

Las sentencias begin y commit internos solamente guardan un registro del

nivel de anidamiento


Transacciones y el log de transacciones

El registro de transacciones almacena los efectos de cada insert, update y delete

El sistema utiliza el registro de transacciones para rehacer las transacciones que se reversaron

Se registra el comienzo de una transacción, los commits y rollbacks Si un servidor falla durante una transacción, no hay registro de un rollback o

commit

Durante la recuperación (recovery), las modificaciones en transacciones sin un registro de rollback o commit no tendrán efecto. Si las modificaciones fueron grabadas en disco, se revertirán.


Modo de transacción

Un modo de transacción especifica cómo el servidor

debe definir las transacciones

Dos modos de transacción Unchained

Chained


Modo unchained

En modo unchained, se requiere explícitamente de una sentencia begin tran

También se requiere de commit tran o rollback tran explícitos

Sintaxis:

Set chained off


En modo chained, el servidor ejecuta un begin implícito antes de: Sentencias DML– insert, update, delete, select

Sentencias de Cursor– open, fetch

Se requiere de commit tran o rollback tran explícitos

Este modo es ANSI compliant

Sintaxis:

Set chained on

Modo chained


Necesidad de aislamiento

En ambientes multiusuario, las transacciones acceden a los datos simultáneamente

Datos que no estén aislados pueden estar errados


Bloqueo (locking)

Mecanismo automático

que aisla los datos para

prevenir conflictos de los

datos que se están

modificando


Estructura interna de una tabla


Alcance de los candados

El alcance de un candado determina cuántos datos se aislan

Tres alcances


Tipos de candados

El tipo de candado determina la extensión del aislamiento de

datos de otras transacciones

Tres tipos de candados Shared

Exclusive

Update


Candados Shared

Usado por sentencias que leen datos (selects)

Otros procesos pueden leer los datos (coloca candado shared), pero ningún proceso puede cambiar los datos (coloca candado exclusive)


Candados exclusive

Usado por sentencias que cambian datos (inserts, updates, deletes)

Ningún otro proceso puede leer los datos (coloca candado shared) o

cambiar los datos (coloca candado exclusive sobre la página)


Candados update

Usado por operaciones que pueden o no cambiar los datos (updates, deletes)

Cuando el proceso primero escanea los datos, le aplica un candado update. Otros procesos pueden colocar candados shared, pero ningún proceso puede colocar candados exclusive o update


Resúmen de tipos de candados

Statements

That Impose

This Lock

If Data

Already

Has an S

Lock

If Data

Already

Has an X

Lock

If Data

Already

Has a U

Lock

Scopes for

Which This

Lock

Exists

Shared

(S)

select Place

another S

lock

Wait for

lock to be

released

Place

another S

lock

Row, page,

table

Exclusive

(X)

insert,

update*,

delete*

Wait for lock

to be

released

Wait for

lock to be

released

Wait for

lock to be

released

Row, page,

table

Update

(U)

update, delete Place the U

lock

Wait for

lock to be

released

Wait for

lock to be

released

Page

*Updates y deletes usan candados exclusive solamente para encontrar los datos que necesitan modificar


Deadlock


Resolución del deadlock


Esquema de bloqueo

Esquema de bloqueo es un atributo de la tabla que

determina qué datos asociados con la tabla están

bloqueados


bloqueo “allpages”

Se pueden bloquear las páginas de índices

El servidor usa candados de tabla y candados de página, pero no

candados de fila


Bloqueo “datapages”

Las páginas de índices nunca se bloquean

El servidor usa candados de tabla y candados de página, pero no

candados de fila


Bloqueo “datarows”

Las páginas de índices nunca se bloquean

El servidor usa candados de tabla, candados de página y candados

de fila


Fijar el esquema bloqueo

Sintaxis simplificada: create table table_name (

column_name datatype [ NULL | NOT NULL | IDENTITY ] ,

...

column_name datatype [ NULL | NOT NULL | IDENTITY ] )

[ lock { allpages | datapages | datarows } ]

Si no se especifica un esquema de bloqueo, la tabla usa el esquema

default de bloqueo


Cambiar el esquema de bloqueo

Sintaxis simplificada: alter table table_name lock { allpages | datapages |

datarows }


Leer datos no aislados

Hay tres tipos de consultas o “reads”, que pueden retornar datos

que son inadecuados para limitar el aislamiento de datos

Las características de cómo se hacen estos “reads” son propios de

cada DBMS

Hay tres tipo de “reads”: Dirty reads

Nonrepeatable reads

Phantom reads


Lectura sucia

La transacción 1 modifica datos

La transacción 2 lee los datos modificados antes de que la modificación haya terminado

Esta transacción lee datos “uncommitted” o “dirty”


Lectura no repetible

La transacción 1 lee datos

La transacción 2 modifica esos datos antes de que la primera transacción haya terminado

La primera lectura es ahora “nonrepeatable”


Lectura fantasma

La transacción 1 lee un conjunto de filas que cumplen una condición

La transacción 2 modifica los datos de algunas columnas que no

cumplían esa condición y ahora la cumplen, o al contrario Las filas que aparecen y desaparecen se denominan “phantoms”


Nivel de aislamiento

Un nivel de aislamiento es un conjunto de candados que permiten o

no una combinación particular de los tres tipos de lectura: sucia, no

repetible o con fantasmas

ANSI define cuatro niveles de aislamiento, cada uno más restrictivo

que el anterior

Dirty Reads Nonrepeatable

Reads

Phantom

Reads

Level 0 Allowed Allowed Allowed

Level 1 Prevented Allowed Allowed

Level 2 Prevented Prevented Allowed

Level 3 Prevented Prevented Prevented


Nivel 1 de aislamiento

Nivel 1 - Comportamiento de select: Se fijan candados Shared hasta que el select termine la lectura

de una fila o página

select espera a que se liberen los candados exclusive

Dirty reads prevented

Nonrepeatable reads allowed

Phantom reads allowed



Nivel 2 - Comportamiento de select: Se fijan candados Shared hasta que termine la transacción

Este comportamiento es diferente al del nivel 1


Comportamiento discreto de nivel 2 requiere bloqueo “row-level” Tables APL (All Pages Lock ) y tables DPL (Data Pages Lock) no tienen bloqueo

“row-level”

Si una consulta con nivel de aislamiento 2 lee una tabla APL o DPL, se forza

comportamiento de aislamiento nivel 3


Nonrepeatable reads prevented




Nivel 3 – El nivel más restrictivo:

Nivel 3 - Comportamiento de select: Se fijan candados shared hasta que termine la transacción

Este comportamiento es diferente al del nivel 1



Nonrepeatable reads prevented

Phantom reads prevented



Nivel 0 – El nivel menos restrictivo:

Nivel 0 - Comportamiento de select: Se fijan candados Shared hasta que select termine la lectura

de una fila o página

select ignora los candados exclusive Este comportamiento es diferente al del nivel 1

Dirty reads allowed

Nonrepeatable reads allowed



Rótulos de modo de transacción

Los procedimientos almacenados se rotulan con el modo de

transacción con el cual fueron creados No se puede ejecutar una transacción en un modo diferente al del rótulo


sp_procxmode

sp_procxmode permite ver y cambiar el modo de transacción de un

procedimiento

Sintaxis: sp_procxmode [ procedure_name [ , {chained | unchained | anymode} ] ]


Rollbacks no intencionales

Proc2(Procedimiento anidado)

begin tran <statements...> if <error> begin

rollback tran return

end <statements...> commit tran return

• Un rollback no intencional es un rollback anidado que sin

intención deshace el trabajo en transacciones externas

Proc1(Transacción más externa)

begin tran <statements...> if <error> begin


end exec proc2 if <error> begin


end <statements...> commit tran return


Savepoints y Rollbacks anidados

batch (Tran más externa) begin tran (1)

<statements...>

exec proc1

if <error>

rollback tran (6)

else commit tran

(1) Con begin tran inicia la transacción. Nivel anidamiento: 1.

(6) rollback deshace todas las sentencias en proc1, proc2, y batch

-o-

commit hace commit a todo.

• Usar savepoints para evitar rollbacks no deseados

proc 1

save tran abc (2)

<statements...>

exec proc2

if <error>

rollback tran abc (5)

else ...

(2) save tran no incrementa el nivel de anidamiento. (5) rollback regresa al punto

abc. Entonces se ejecutan las subsiguientes sentencias en proc1.

proc 2

save tran xyz (3)

<statements...>

if <error>

rollback tran xyz(4)

else ...

(3) save tran no incrementa el nivel de anidamiento. (4) rollback regresa al punto xyz. Entonces se ejecutan las subsiguientes sentencias en proc2.


Triggers y rollbacks

Tres tipos de rollbacks: Deshacer el trigger

Deshacer el trigger y la sentencia que lo

disparó

Deshacer toda la transacción


Deshacer un trigger

Para deshacer un trigger, declarar un punto de grabación y luego hacer el rollback

Un rollback sin punto de grabación deshace toda la transacción

Procedimiento almacenado Caso A begin tran

...

insert ...

print "in sp"

...

commit tran

print "sp done"

Trigger

save tran s1

....

rollback tran s1

print “tr done”

return

Procedimiento almacenado Caso B begin tran ... (este caso insert ... ocasiona un print "in sp" error) ... commit tran print "sp done"

Trigger

begin tran s2

....

rollback tran s2

print “tr done”

return


rollback trigger deshace el trigger y la sentencia que lo disparó

Sintaxis: rollback trigger [with raiserror error_number

[error_statement] ]

Deshacer un trigger


Procedimiento

almacenado

Caso C begin tran

...

insert ...

print "in sp"

...

commit tran

print "sp done"

Trigger

....

....

rollback trigger

print “tr done”

return

Deshacer un trigger


Procedimiento almacenado Caso D begin tran

...

insert ...

print "in sp"

...

commit tran

print "sp done"

Trigger

begin tran

...

rollback tran

print "tr done”

return

• Para deshacer toda la transacción donde está inmerso el trigger, ejecutar un rollback sin un punto de grabación

Procedimiento Almacenado Caso E begin tran

...

insert ...

print "in sp"

...

commit tran

print "sp done"

Trigger

....

....

Rollback tran

print “tr done”

return

Deshacer una transacción


Preguntas

Gracias por su Atención

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