في سياق قواعد البيانات ، يشير "القفل" إلى آلية مستخدمة للتحكم في الوصول المتزامن إلى الموارد المشتركة ، عادةً لضمان الاتساق والموثوقية والعزلة بين المعاملات أو العمليات المتعددة. يمنع القفل العديد من المستخدمين من إجراء تغييرات متعارضة في وقت واحد على جزء معين من البيانات ، وبالتالي تقليل احتمالية عدم الاتساق أو تلف البيانات غير المقصود. إنه مفهوم أساسي في أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS) وهو ضروري للحفاظ على سلامة البيانات واتساق المعاملات في التطبيقات والأنظمة الحديثة.
يمكن أن يحدث التأمين على مستويات مختلفة في نظام قاعدة البيانات ، مثل التأمين على مستوى الصف أو التأمين على مستوى الصفحة أو التأمين على مستوى الجدول أو حتى التأمين على مستوى قاعدة البيانات. كل مستوى له مزايا وعيوب ، مع المفاضلة بين التحكم الحبيبي والتنافس المحتمل أو النفقات العامة. يوفر القفل على مستوى الصف أدق التفاصيل ، مما يسمح لعدة مستخدمين بالوصول إلى صفوف مختلفة في نفس الجدول بشكل متزامن ومستقل ، ولكن قد يتطلب المزيد من الموارد الأساسية وإدارة النفقات العامة. في المقابل ، يقيد التأمين على مستوى الجدول الوصول إلى جدول كامل ، مما يوفر قدرًا أقل من التفاصيل ولكن يحتمل أن يؤدي إلى انخفاض النفقات العامة.
توجد أنواع مختلفة من آليات القفل ، مثل الأقفال المشتركة والأقفال الحصرية وأقفال التحديث. تسمح الأقفال المشتركة (المعروفة أيضًا باسم أقفال القراءة) بمعاملات متعددة بقراءة مورد مشترك في وقت واحد ولكن تمنع أي معاملات من تعديل المورد المقفل. تضمن الأقفال الحصرية (المعروفة أيضًا باسم أقفال الكتابة) أن معاملة واحدة فقط يمكنها الوصول إلى المورد المقفل وتعديله في كل مرة. يتم استخدام أقفال التحديث عندما تنوي إحدى المعاملات تعديل مورد ولكن لم يتم إجراء التعديل بعد. يمنع هذا القفل المعاملات الأخرى من الحصول على قفل حصري على نفس المورد حتى تكمل المعاملة الأولية تعديلها.
القفل على مرحلتين (2PL) هو بروتوكول قفل شائع يضمن قابلية تسلسل المعاملات ، مما يضمن أن يؤدي تنفيذ المعاملة إلى حالة قاعدة بيانات متسقة. يقسم بروتوكول 2PL دورة حياة المعاملة إلى مرحلتين: مرحلة النمو ، حيث تكتسب المعاملة خلالها أقفالًا ولكنها لا تحرر أيًا منها ، ومرحلة الانكماش ، والتي يتم خلالها تحرير المعاملات للأقفال ولا يمكن طلب أقفال جديدة. إن التقيد الصارم بهذا البروتوكول يقلل بشكل كبير من فرصة حدوث حالات توقف تام ، حيث تتعطل معاملتان أو أكثر في انتظار أن يقوم كل منهما الآخر بإصدار أقفال على الموارد التي يحتاج كلاهما لإكمالها.
ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي التحكم في التزامن المستند إلى القفل إلى حدوث مشكلات في الأداء عندما تتنافس معاملات متعددة على نفس الموارد ، مما يؤدي إلى التنافس والمآزق. يمكن أن تساعد الاستراتيجيات المختلفة ، مثل تصعيد القفل ، ومهلة القفل ، واكتشاف حالة الجمود ، وحل الجمود ، في التخفيف من هذه المشكلات عن طريق تقليل عدد الأقفال ومدتها أو تحديد التعارضات وحلها بشكل استباقي.
تم تطوير طرق بديلة للتحكم في التزامن ، مثل التحكم المتفائل في التزامن (OCC) أو التحكم في التزامن متعدد الإصدارات (MVCC) ، لمعالجة بعض القيود المفروضة على المخططات القائمة على القفل. تعتمد هذه الأساليب على افتراضات حول احتمالية وتواتر التعارضات ، مما يسمح للمعاملات بالمضي قدمًا دون تأمين الموارد والتحقق من التعارضات فقط في وقت الالتزام. اعتمادًا على خصائص التطبيق وأنماط عبء العمل ، قد توفر هذه البدائل أداءً وقابلية توسع أفضل من الآليات القائمة على القفل في سيناريوهات معينة.
في سياق نظام AppMaster الأساسي ، يعد فهم القفل وجوانبه المختلفة أمرًا ضروريًا لتصميم وتنفيذ تطبيقات خلفية عالية الجودة وقابلة للتطوير بشكل فعال. أنشأ AppMaster التطبيقات التي تعتمد على قواعد البيانات المتوافقة مع PostgreSQL كمخازن بيانات أساسية يمكن أن تستفيد من آليات التحكم في القفل والتزامن المعقدة في PostgreSQL ، مما يتيح للمطورين إنشاء تطبيقات فعالة ومتزامنة للغاية دون القلق بشأن تفاصيل القفل ذات المستوى المنخفض.
يؤكد نهج AppMaster no-code على أهمية اتساق المعاملات والعزل وتكامل البيانات خلال عملية تطوير التطبيق. نظرًا لأن المطورين يصممون نماذج البيانات والعمليات التجارية endpoints API ومكونات التطبيق الأخرى في البيئة المرئية ، يضمن AppMaster أن تلتزم التطبيقات الناتجة بأفضل الممارسات ومعايير الصناعة فيما يتعلق بالتحكم في القفل والتزامن. يتيح ذلك للمطورين من جميع مستويات المهارة إنشاء تطبيقات يمكنها التوسع بأمان وأداء موثوق به في ظل الحمل الكبير والوصول المتزامن للمستخدم.
