في سياق قواعد البيانات العلائقية، الجمود هو الموقف الذي يحدث عندما تتنافس معاملتان أو أكثر للسيطرة الحصرية على الموارد المشتركة، مثل صفوف الجدول أو الكائنات القابلة للقفل، وكل معاملة تنتظر الأخرى لتحرير القفل، مما يؤدي إلى في حلقة انتظار لا نهاية لها. تنشأ حالات الجمود بسبب التنفيذ المتزامن للمعاملات التي تحاول قفل نفس الموارد بطريقة متعارضة، مما يتسبب في التوقف الكامل للمعاملات المتأثرة، وبالتالي التأثير على الأداء العام واستقرار النظام.
تعد حالات التوقف التام مشكلة شائعة في قواعد البيانات ويمكن أن تحدث في سيناريوهات مختلفة، مثل عندما تطلب معاملات متعددة تأمينًا على نفس الموارد بترتيب مختلف، أو عندما تنشئ شبكة معقدة من المعاملات تبعية دورية فيما بينها. لتقليل حدوث حالة توقف تام، تقوم أنظمة قواعد البيانات بتنفيذ العديد من تقنيات منع حالة الجمود واكتشافها، بالإضافة إلى آليات لحلها عند حدوثها. تتضمن هذه التقنيات مهلة القفل، وخوارزميات الكشف عن حالة توقف تام، وحل حالة توقف تام من خلال التراجع عن المعاملة أو انتظار تحليل الرسم البياني.
في منصة AppMaster no-code ، تتفاعل تطبيقات الواجهة الخلفية التي تم إنشاؤها باستخدام لغة البرمجة Go مع قواعد البيانات المتوافقة مع PostgreSQL كحل تخزين أساسي. PostgreSQL، كونه نظام إدارة قواعد بيانات علائقية قوي وفعال (RDBMS)، يستخدم آليات مختلفة للتحكم في التزامن، مثل التحكم في التزامن متعدد الإصدارات (MVCC) والقفل الصريح، لتوفير العزل بين المعاملات المنفذة بشكل متزامن. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي هذه الآليات أيضًا إلى طريق مسدود في ظل ظروف معينة.
على سبيل المثال، خذ في الاعتبار معاملتين، T1 وT2، تعملان على موردين، R1 وR2. تحصل المعاملة T1 على قفل على R1 ثم تحاول قفل R2، بينما تحصل المعاملة T2 على قفل على R2 ثم تحاول قفل R1. إذا كانت كلتا المعاملتين تعملان بشكل متزامن، فسوف يحدث طريق مسدود حيث ستنتظر كلا المعاملتين إلى أجل غير مسمى حتى تقوم الأخرى بتحرير قفلها، مما يؤدي إلى إنشاء تبعية دائرية.
لمنع حدوث حالة توقف تام، يمكن للمطورين اعتماد العديد من أفضل الممارسات ومبادئ التصميم في تطبيقاتهم. تتضمن بعض الاستراتيجيات الشائعة ما يلي:
- الوصول إلى الموارد بترتيب متسق: تأكد من أن المعاملات تقفل الموارد بترتيب محدد ومتسق. وهذا يقلل من فرص انتظار المعاملات المتعددة لبعضها البعض، مما يمنع حالات التوقف التام بشكل فعال.
- استخدم القفل الدقيق: اختر القفل على مستوى الصف بدلاً من القفل على مستوى الجدول حيثما أمكن ذلك، لأنه يقلل من تنافس القفل بين المعاملات ويقلل من احتمالية حدوث حالة توقف تام.
- الحصول على الأقفال مبكرًا وتحريرها على الفور: قم بتقليل الوقت بين الحصول على القفل وتحريره لتقليل فرص المعاملات المتزامنة التي تنتظر الموارد المقفلة بواسطة معاملة أخرى.
- الحد من حجم المعاملة: قم بتقسيم المعاملات الكبيرة إلى أجزاء أصغر وأكثر قابلية للإدارة. تقلل المعاملات الصغيرة من احتمالية مواجهة حالة توقف تام وتحسين الأداء العام للنظام.
يوفر PostgreSQL آليات مدمجة لاكتشاف حالات الجمود وحلها. يستخدم خوارزمية الكشف عن حالة توقف تام والتي تقوم بشكل دوري بالبحث عن أي تبعيات دائرية بين المعاملات التي تحتوي على أقفال على الموارد. إذا تم العثور على حالة توقف تام، يقوم PostgreSQL بإنهاء واحدة أو أكثر من المعاملات المعنية لكسر حالة الجمود، وبالتالي السماح للمعاملات الأخرى بالمتابعة. تتلقى المعاملة التي تم إنهاؤها رسالة خطأ، ويمكن للتطبيق اختيار إعادة محاولة المعاملة أو معالجة الخطأ وفقًا لذلك.
بالإضافة إلى إمكانيات PostgreSQL المضمنة، يمكن للتطبيقات التي تم إنشاؤها بواسطة AppMaster أيضًا الاستفادة من العديد من تقنيات معالجة حالة التوقف التام، مثل:
- حل حالة توقف تام قائم على المهلة: قم بتعيين قيمة المهلة لكل معاملة، مما يضمن إرجاع المعاملة تلقائيًا إذا لم تكتمل خلال الوقت المحدد. وهذا يقلل من فرص حدوث توقف تام للمعاملات طويلة الأمد.
- آليات إعادة المحاولة: تنفيذ منطق مستوى التطبيق لإعادة محاولة المعاملة التي تم إنهاؤها بسبب حالة توقف تام تلقائيًا. يمكن أن يساعد هذا في الحفاظ على استقرار النظام بشكل عام وتحسين تجربة المستخدم.
في الختام، الجمود هو مشكلة معقدة تنشأ في قواعد البيانات العلائقية بسبب المعاملات المتزامنة التي تتنافس على الموارد المشتركة. للتعامل مع حالات التوقف التام بشكل فعال، يجب على المطورين فهم مبادئ إدارة المعاملات والتحكم في التزامن، واعتماد أفضل الممارسات لتصميم وتنفيذ التطبيقات التي تقلل من حدوث حالات توقف تام. بفضل منصة AppMaster القوية no-code وآليات PostgreSQL المدمجة، يمكن للمطورين إنشاء تطبيقات عالية الأداء وقابلة للتطوير وأقل عرضة للتوقف التام وتقديم تجربة مستخدم سلسة.
