Dalam konteks database relasional, kebuntuan adalah situasi yang terjadi ketika dua atau lebih transaksi bersaing untuk mendapatkan kendali eksklusif atas sumber daya bersama, seperti baris tabel atau objek yang dapat dikunci, dan setiap transaksi menunggu transaksi lainnya untuk melepaskan kunci, sehingga mengakibatkan dalam lingkaran tunggu yang tak terbatas. Kebuntuan muncul karena eksekusi transaksi secara bersamaan yang berupaya mengunci sumber daya yang sama dengan cara yang bertentangan, menyebabkan penghentian total transaksi yang terpengaruh dan, akibatnya, mempengaruhi kinerja dan stabilitas sistem secara keseluruhan.
Kebuntuan adalah masalah umum dalam database dan dapat terjadi dalam berbagai skenario, seperti ketika beberapa transaksi meminta kunci pada sumber daya yang sama dalam urutan yang berbeda, atau ketika jaringan transaksi yang kompleks menciptakan ketergantungan siklik di antara keduanya. Untuk meminimalkan terjadinya kebuntuan, sistem basis data menerapkan berbagai teknik pencegahan dan deteksi kebuntuan, serta mekanisme untuk mengatasinya ketika kebuntuan terjadi. Teknik-teknik ini mencakup batas waktu penguncian, algoritme deteksi kebuntuan, dan penyelesaian kebuntuan melalui pengembalian transaksi atau analisis grafik tunggu.
Pada platform no-code AppMaster, aplikasi backend yang dihasilkan menggunakan bahasa pemrograman Go berinteraksi dengan database yang kompatibel dengan PostgreSQL sebagai solusi penyimpanan utamanya. PostgreSQL, sebagai sistem manajemen basis data relasional (RDBMS) yang kuat dan efisien, menggunakan berbagai mekanisme kontrol konkurensi, seperti kontrol konkurensi multi-versi (MVCC) dan penguncian eksplisit, untuk memberikan isolasi antara transaksi yang dijalankan secara bersamaan. Namun mekanisme ini juga dapat menyebabkan kebuntuan dalam kondisi tertentu.
Misalnya, pertimbangkan dua transaksi, T1 dan T2, yang beroperasi pada dua sumber daya, R1 dan R2. Transaksi T1 memperoleh kunci pada R1 dan kemudian mencoba mengunci R2, sedangkan Transaksi T2 memperoleh kunci pada R2 dan kemudian mencoba mengunci R1. Jika kedua transaksi beroperasi secara bersamaan, kebuntuan akan terjadi karena kedua transaksi akan menunggu tanpa batas waktu hingga transaksi lainnya melepaskan kuncinya, sehingga menciptakan ketergantungan melingkar.
Untuk mencegah kebuntuan, pengembang dapat mengadopsi berbagai praktik terbaik dan prinsip desain dalam aplikasi mereka. Beberapa strategi umum meliputi:
- Akses sumber daya dalam urutan yang konsisten: Pastikan transaksi mengunci sumber daya dalam urutan yang spesifik dan konsisten. Hal ini mengurangi kemungkinan beberapa transaksi menunggu satu sama lain, sehingga secara efektif mencegah kebuntuan.
- Gunakan penguncian yang terperinci: Pilihlah penguncian tingkat baris daripada penguncian tingkat tabel jika memungkinkan, karena hal ini mengurangi pertikaian kunci antar transaksi dan mengurangi kemungkinan kebuntuan.
- Dapatkan kunci lebih awal dan segera lepaskan: Minimalkan waktu antara memperoleh dan melepaskan kunci untuk mengurangi kemungkinan transaksi bersamaan menunggu sumber daya yang dikunci oleh transaksi lain.
- Batasi ukuran transaksi: Bagi transaksi besar menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Transaksi yang lebih kecil mengurangi kemungkinan terjadinya kebuntuan dan meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.
PostgreSQL menyediakan mekanisme bawaan untuk mendeteksi dan mengatasi kebuntuan. Ia menggunakan algoritme pendeteksi kebuntuan yang secara berkala memindai setiap ketergantungan melingkar antara transaksi yang mengunci sumber daya. Jika ditemukan kebuntuan, PostgreSQL menghentikan satu atau lebih transaksi yang terlibat untuk memecahkan kebuntuan tersebut, sehingga memungkinkan transaksi lain untuk dilanjutkan. Transaksi yang dihentikan menerima pesan kesalahan, dan aplikasi dapat memilih untuk mencoba kembali transaksi tersebut atau menangani kesalahan tersebut.
Selain kemampuan bawaan PostgreSQL, aplikasi yang dihasilkan AppMaster juga dapat memanfaatkan berbagai teknik penanganan kebuntuan, seperti:
- Resolusi kebuntuan berbasis batas waktu: Tetapkan nilai batas waktu untuk setiap transaksi, memastikan bahwa transaksi dibatalkan secara otomatis jika tidak selesai dalam waktu yang ditentukan. Hal ini mengurangi kemungkinan transaksi jangka panjang menyebabkan kebuntuan.
- Mekanisme percobaan ulang: Menerapkan logika tingkat aplikasi untuk secara otomatis mencoba kembali transaksi yang telah dihentikan karena kebuntuan. Hal ini dapat membantu menjaga stabilitas sistem secara keseluruhan dan meningkatkan pengalaman pengguna.
Kesimpulannya, kebuntuan adalah masalah kompleks yang muncul dalam database relasional karena transaksi bersamaan bersaing untuk mendapatkan sumber daya bersama. Untuk menangani kebuntuan secara efektif, pengembang harus memahami prinsip-prinsip manajemen transaksi dan kontrol konkurensi, serta mengadopsi praktik terbaik untuk merancang dan mengimplementasikan aplikasi yang meminimalkan terjadinya kebuntuan. Dengan platform no-code AppMaster yang tangguh dan mekanisme bawaan PostgreSQL, pengembang dapat membangun aplikasi yang sangat skalabel dan berperforma tinggi yang tidak terlalu rentan terhadap kebuntuan dan memberikan pengalaman pengguna yang lancar.
