Il controllo della concorrenza si riferisce al processo di gestione dell'accesso simultaneo e della manipolazione di un database da parte di più utenti, garantendo la coerenza, l'integrità e l'isolamento delle transazioni di dati. Questo metodo è essenziale nei database moderni, in cui più utenti o applicazioni richiedono spesso l'accesso ai dati contemporaneamente per mantenere operazioni senza interruzioni. Concurrency Control previene conflitti, deadlock e altre anomalie che possono insorgere a causa di accessi simultanei ai dati e offre una solida soluzione per mantenere la coerenza dei dati e l'isolamento tra le transazioni.
Importanza del controllo della concorrenza
La coerenza dei dati è fondamentale in un ambiente multiutente, poiché l'accesso e la manipolazione irregolari possono portare a incoerenze e valori di dati errati. La mancanza di un adeguato controllo della concorrenza può causare diversi problemi, come ad esempio:
- Letture sporche: quando un utente legge i dati di cui non è stato eseguito il commit scritti da una transazione non completata di un altro utente.
- Letture non ripetibili: quando un utente legge gli stessi dati più volte all'interno di una transazione ma trova valori diversi a causa di scritture simultanee da parte di altre transazioni.
- Letture fantasma: quando un utente ottiene un set di dati diverso durante la lettura all'interno di una singola transazione a causa di altri utenti che inseriscono o eliminano righe durante quel periodo.
- Aggiornamenti persi: quando le transazioni di scrittura simultanee sovrascrivono le modifiche reciproche senza considerare i conflitti sull'elemento di dati.
Un controllo della concorrenza ben implementato garantisce la coerenza del database e previene il verificarsi di queste anomalie, consentendo agli utenti e alle applicazioni di accedere a dati accurati e aggiornati.
Tecniche di controllo della concorrenza
Nella pratica esistono diverse tecniche di controllo della concorrenza, ognuna con i suoi vantaggi e svantaggi. Alcune delle tecniche comunemente utilizzate sono:
- Blocco: questo metodo prevede il blocco degli oggetti del database (come tabelle o righe) mentre una transazione li accede o li modifica, impedendo ad altre transazioni di modificare contemporaneamente gli oggetti bloccati. Due tipi comuni di blocchi sono i blocchi condivisi (che consentono più transazioni di lettura simultanee) e i blocchi esclusivi (utilizzati per una singola transazione di scrittura).
- Basato su timestamp: questo approccio assegna un timestamp univoco a ciascuna transazione e le transazioni vengono gestite in base alla priorità dei relativi timestamp. Se si verifica un conflitto tra le transazioni, quella con un timestamp precedente ha la precedenza su quella con un timestamp successivo.
- Optimistic Concurrency Control (OCC): questa tecnica presuppone che i conflitti non siano frequenti e consente a più transazioni di funzionare contemporaneamente. Durante la fase di commit, una transazione verifica se si sono verificati conflitti dovuti ad altre transazioni. Se viene rilevato un conflitto, la transazione viene interrotta e le modifiche vengono annullate.
- Multi-version Concurrency Control (MVCC): questo metodo funziona creando più versioni di oggetti di database, consentendo a transazioni simultanee di funzionare con diverse versioni dei dati. Aggiunte o modifiche apportate da una transazione creano una nuova versione dell'oggetto dati, garantendo isolamento e coerenza.
La scelta della tecnica appropriata per il controllo della concorrenza dipende da fattori quali la frequenza delle transazioni, la frequenza dei conflitti e il livello desiderato di prestazioni e isolamento.
Controllo della concorrenza in AppMaster
AppMaster è una straordinaria piattaforma senza codice che consente lo sviluppo di applicazioni back-end, web e mobili con un approccio innovativo e semplificato. La piattaforma utilizza diverse tecniche per mantenere la coerenza dei dati e la riduzione della complessità, incluso il controllo della concorrenza nelle sue applicazioni create. Le applicazioni back-end di AppMaster sono generate utilizzando Go (Golang) e sono progettate per funzionare con qualsiasi database primario compatibile con PostgreSQL. PostgreSQL stesso implementa il controllo della concorrenza multi-versione (MVCC) per fornire un meccanismo di controllo della concorrenza potente e robusto.
Le applicazioni generate da AppMaster beneficiano intrinsecamente delle funzionalità MVCC di PostgreSQL, consentendo a più transazioni di funzionare contemporaneamente senza influire sulla coerenza dei dati o incontrare colli di bottiglia nelle prestazioni. Inoltre, le transazioni effettuate tramite l'API REST della piattaforma o gli endpoint WSS sono conformi ai meccanismi di controllo della concorrenza applicati dallo stack tecnologico sottostante. Quando si tratta di creare applicazioni web e mobili, AppMaster genera applicazioni con framework Vue3 e JS/TS per applicazioni web e Kotlin con Jetpack Compose per Android o SwiftUI per iOS per applicazioni mobili. Queste tecnologie offrono agli sviluppatori vari meccanismi per gestire l'accesso simultaneo ai dati e la sincronizzazione. Ad esempio, gli sviluppatori possono sfruttare strumenti, librerie e modelli come Promises e async/await for JavaScript o coroutine e flussi per Kotlin per gestire attività asincrone, garantendo prestazioni ottimali e una gestione coerente dei dati tra le loro applicazioni.
Il controllo della concorrenza svolge un ruolo cruciale nei sistemi di gestione dei database, garantendo il funzionamento coerente e affidabile delle transazioni di dati tra più utenti e applicazioni. Sebbene tecniche diverse offrano diversi livelli di isolamento e coerenza, la scelta del metodo giusto dipende dalle esigenze e dai requisiti specifici del sistema sottostante. La piattaforma completa no-code di AppMaster sfrutta le robuste funzionalità MVCC di PostgreSQL per le applicazioni back-end, garantendo interazioni di dati coerenti e un processo di sviluppo più fluido per i suoi utenti.
