Хелен Борри - Firebird РУКОВОДСТВО РАЗРАБОТЧИКА БАЗ ДАННЫХ

Блокировки используются в многопользовательских средах для синхронизации работы и предотвращения разрушения целостности процессов работой других процессов. Firebird использует как средства блокировки операционной системы, так и собственный менеджер блокировок для координации доступа к базе данных.

Эта тема сложна для читателя, который является новичком в Firebird. Она погружает его в некоторые серьезные технические области, с которыми знакомят гуру [158] Для понимания темы Lock Print с благодарностью и признательностью отправляемся к Ann Harrison. Она была первой, кто подробно документировал этот полезный, но слабо освещенный инструмент поиска неисправностей, в официальном документе, написанный Ann для IBPhoenix. "Reading a Lock Print" можно найти в разделе документации на http://www.ibphoenix.com. с блестящими глазами на конференциях. Пока утилиты Lock Print - довольно сырые сейчас- являются серьезным инструментом для сложных задач поиска ошибок при подходах, которые некоторые разработчики применяют в их интерфейсах приложений. В любом случае примите эту главу как возможный запасной вариант, который может спасти вас в один "прекрасный" день.

Вы можете спросить, почему мы должны интересоваться системой блокировки, которая ничего не блокирует? Параллельность и согласованность, видимые клиентам, основываются на транзакциях и управляются через версии записей. Однако ответ в том, что Firebird использует блокировки внутренне. Он поддерживает согласованность структуры на диске через блокировки и осторожную запись. В то же время он также использует сервисы блокировок операционной системы для управления доступом к файлам базы данных для предотвращения открытия Суперсервером дважды одного и того же файла под разными именами.

Блокировка, основанная на транзакциях, позволяет осуществлять блокировки в любой точке выполнения транзакции. Однако, однажды установленные, они могут быть сняты только в конце. Даже явная блокировка на уровне оператора, введенная в Firebird 1.5, не имеет "разблокирующего" оператора. Операторы выполняются в обычной транзакции; подтверждение или откат транзакции снимает блокировку как обычно.

Firebird остерегается двухфазной блокировки для своего первичного управления параллельностью, поскольку она не может обеспечить адекватных уровней параллельности и соответствия, Firebird использует блокировки в процессе изменений для предотвращения записи двумя транзакциями на одну и ту же страницу в одно и то же время. Внутренняя блокировка управляется самой системой. Объекты в системе - называемые "владельцами блокировки" или просто "владельцами" - состязаются в блокировке множества ресурсов. Не удивительно, что эти ресурсы включают в себя и страницы, содержащие записи, отмеченные для обновления.

Когда транзакция получает блокировку страницы, она сохраняет эту блокировку, пока Менеджер блокировок не попросит ее освободить страницу; следовательно, транзакция может выполнить множество изменений на одной странице без ее освобождения и повторного чтения.

В Суперсервере о Менеджере блокировок можно думать как об отдельном "управляющем центре", с которым договариваются транзакции о приобретении прав на выполнение запросов. Менеджер блокировок включает в себя фрагмент памяти и некоторые подпрограммы для обработки запросов. Его память разделена на различные блоки: блоки блокировок, которые ссылаются на ресурсы; другие блоки, которые представляют транзакции и другие объекты, запрашивающие блокировки, и блоки истории. Его подпрограммы ответственны за получение и управление запросами владельцев на блокировки ресурсов, выделение блоков и их освобождение. Суперсервер также управляет "защелками" для координации изменений в параллельных транзакциях.

Классический сервер проще: владельцы запрашивают получение контроля над таблицей блокировок, так что каждый код процесса управления блокировкой может запрашивать, предоставлять и освобождать блокировки для их владельцев.

Каждая операционная система предоставляет некий вид механизма использования/освобождения для синхронизации событий ресурсов. Поскольку для Firebird нужен управляющий механизм с множеством состояний, он реализует свою собственную систему управления блокировками с семью состояниями. На рис. 40.1 показано решение уровней блокировок.

* 0 - свободно (no lock).

* 1 - пустая блокировка (null lock), что соответствует интересу объекта, не накладывающего ограничений в использовании другими. Запрос пустой блокировки позволяет транзакции читать заблокированные данные.

* 2 - разделяемое чтение (shared read), что позволяет записывать. Разделяемое чтение является обычным режимом для блокировки таблицы, когда транзакция изменяет некоторые части таблицы.

* 3 - защищенное чтение (protected read), что позволяет другим читать, но не писать. Защищенное чтение является обычным режимом для блокировки страницы базы данных, которая находится в кэше и не была изменена.

Рис. 40.1. Состояния внутренних блокировок Firebird

* 4 - совместно используемая запись (shared write), другой обычный режим блокировки таблицы. Совместно используемая запись совместима с разделяемым чтением и другими совместно используемыми записями, но не с любым защищенным режимом.

* 5 - защищенная запись (protected write), которая допускает разделяемое чтение и пустую блокировку и ничего больше. Защищенная запись используется при режиме CONSISTENCY и для такой блокировки базы данных, что обычные пользователи не могут получить к ней доступ.

* 6 - исключительный доступ (exclusive), используется для внутренних структур, когда параллельный доступ может повлиять на изменения или привести к тому, что вторая транзакция будет читать незавершенные изменения данных.

Менеджер блокировок управляет таблицей блокировок для координации совместного использования ресурсов в клиентских потоках. Информация, предоставляемая здесь, может быть полезной при попытках исправить ситуации взаимных блокировок, например;

* все в настоящий момент заблокировано в системе в своем состоянии;

* глобальная статистика заголовков, такая как размер таблицы блокировок, множество свободных блокировок, множество взаимных блокировок и т.д.;

* флаги процессов, указывающие, была ли передана блокировка или она осуществляет ожидание.

Блокировки сохраняются в последовательностях, каждая последовательность идентифицируется номером в соответствии с типом блокируемого ресурса. Номера последовательностей объясняются в табл. 40.5.