El control de concurrencia se refiere al proceso de administrar el acceso y la manipulación simultáneos de una base de datos por parte de múltiples usuarios, lo que garantiza la coherencia, la integridad y el aislamiento de las transacciones de datos. Este método es esencial en las bases de datos modernas, donde varios usuarios o aplicaciones solicitan con frecuencia el acceso a los datos al mismo tiempo para mantener operaciones sin inconvenientes. El control de concurrencia evita conflictos, interbloqueos y otras anomalías que pueden surgir debido al acceso simultáneo de datos y ofrece una solución robusta para mantener la consistencia y el aislamiento de los datos entre transacciones.
Importancia del control de concurrencia
La coherencia de los datos es primordial en un entorno multiusuario, ya que el acceso y la manipulación irregulares pueden generar incoherencias y valores de datos incorrectos. La falta de un control de concurrencia adecuado puede dar lugar a varios problemas, como:
- Lecturas sucias: cuando un usuario lee datos no confirmados escritos por la transacción incompleta de otro usuario.
- Lecturas no repetibles: cuando un usuario lee los mismos datos varias veces dentro de una transacción pero encuentra valores diferentes debido a las escrituras simultáneas de otras transacciones.
- Lecturas fantasma: cuando un usuario obtiene un conjunto diferente de datos mientras lee dentro de una sola transacción debido a que otros usuarios insertan o eliminan filas durante ese período.
- Actualizaciones perdidas: cuando las transacciones de escritura simultáneas sobrescriben los cambios de las demás sin tener en cuenta las disputas sobre el elemento de datos.
Un control de concurrencia bien implementado garantiza la consistencia de la base de datos y evita que ocurran estas anomalías, lo que permite que los usuarios y las aplicaciones accedan a datos precisos y actualizados.
Técnicas de control de concurrencia
Hay varias técnicas de control de concurrencia en la práctica, cada una con sus ventajas y desventajas. Algunas de las técnicas más utilizadas son:
- Bloqueo: este método implica bloquear los objetos de la base de datos (como tablas o filas) mientras una transacción accede a ellos o los modifica, evitando que otras transacciones modifiquen los objetos bloqueados simultáneamente. Dos tipos comunes de bloqueos son los bloqueos compartidos (que permiten múltiples transacciones de lectura simultáneas) y los bloqueos exclusivos (utilizados para una sola transacción de escritura).
- Basado en marcas de tiempo: este enfoque asigna una marca de tiempo única a cada transacción, y las transacciones se administran en función de la prioridad de sus marcas de tiempo. Si ocurre un conflicto entre transacciones, la que tiene una marca de tiempo anterior tiene prioridad sobre la que tiene una marca de tiempo posterior.
- Control de concurrencia optimista (OCC): esta técnica supone que los conflictos son poco frecuentes y permite que varias transacciones funcionen al mismo tiempo. Durante la fase de confirmación, una transacción verifica si se produjo algún conflicto debido a otras transacciones. Si se detecta algún conflicto, la transacción se anula y los cambios se revierten.
- Control de concurrencia de múltiples versiones (MVCC): este método funciona mediante la creación de múltiples versiones de los objetos de la base de datos, lo que permite que las transacciones simultáneas funcionen con diferentes versiones de los datos. Las adiciones o modificaciones realizadas por una transacción crean una nueva versión del objeto de datos, lo que garantiza el aislamiento y la coherencia.
La elección de la técnica adecuada para el control de concurrencia depende de factores como la frecuencia de las transacciones, la tasa de conflictos y el nivel deseado de rendimiento y aislamiento.
Control de Concurrencia en AppMaster
AppMaster es una notable plataforma sin código que permite el desarrollo de aplicaciones back-end, web y móviles con un enfoque innovador y optimizado. La plataforma emplea varias técnicas para mantener la consistencia de los datos y la reducción de la complejidad, incluido el control de concurrencia en sus aplicaciones integradas. Las aplicaciones back-end de AppMaster se generan utilizando Go (Golang) y están diseñadas para funcionar con cualquier base de datos principal compatible con PostgreSQL. El propio PostgreSQL implementa el control de concurrencia de múltiples versiones (MVCC) para proporcionar un mecanismo de control de concurrencia potente y sólido.
Las aplicaciones generadas por AppMaster se benefician inherentemente de las capacidades MVCC de PostgreSQL, lo que permite que múltiples transacciones funcionen simultáneamente sin afectar la consistencia de los datos o encontrar cuellos de botella en el rendimiento. Además, las transacciones realizadas a través de la API REST de la plataforma o los puntos finales de WSS se ajustan a los mecanismos de control de concurrencia impuestos por la pila de tecnología subyacente. Cuando se trata de la creación de aplicaciones web y móviles, AppMaster genera aplicaciones con framework Vue3 y JS/TS para aplicaciones web, y Kotlin con Jetpack Compose para Android o SwiftUI para iOS para aplicaciones móviles. Estas tecnologías ofrecen a los desarrolladores varios mecanismos para manejar el acceso y la sincronización de datos simultáneos. Por ejemplo, los desarrolladores pueden aprovechar herramientas, bibliotecas y patrones como Promises y async/await para JavaScript o corrutinas y flujos para Kotlin para administrar tareas asincrónicas, asegurando un rendimiento óptimo y un manejo de datos consistente en todas sus aplicaciones.
El control de concurrencia juega un papel crucial en los sistemas de administración de bases de datos, asegurando el funcionamiento consistente y confiable de las transacciones de datos entre múltiples usuarios y aplicaciones. Si bien las diferentes técnicas ofrecen diferentes niveles de aislamiento y consistencia, la elección del método correcto depende de las necesidades y los requisitos específicos del sistema subyacente. La plataforma integral no-code de AppMaster aprovecha las capacidades sólidas de MVCC de PostgreSQL para aplicaciones de back-end, lo que garantiza interacciones de datos consistentes y un proceso de desarrollo más fluido para sus usuarios.
