Concurrency Control verwijst naar het proces van het beheren van gelijktijdige toegang tot en manipulatie van een database door meerdere gebruikers, waardoor de consistentie, integriteit en isolatie van gegevenstransacties wordt gewaarborgd. Deze methode is essentieel in moderne databases, waar meerdere gebruikers of applicaties vaak tegelijkertijd gegevenstoegang aanvragen om een naadloze werking te behouden. Concurrency Control voorkomt conflicten, deadlocks en andere anomalieën die kunnen optreden als gevolg van gelijktijdige gegevenstoegang en biedt een robuuste oplossing voor het handhaven van gegevensconsistentie en isolatie tussen transacties.
Belang van gelijktijdigheidscontrole
Gegevensconsistentie is van het grootste belang in een omgeving met meerdere gebruikers, aangezien onregelmatige toegang en manipulatie kan leiden tot inconsistenties en onjuiste gegevenswaarden. Gebrek aan goede gelijktijdigheidscontrole kan verschillende problemen tot gevolg hebben, zoals:
- Dirty Reads: wanneer een gebruiker niet-vastgelegde gegevens leest die zijn geschreven door de onvoltooide transactie van een andere gebruiker.
- Niet-herhaalbare leesbewerkingen: Wanneer een gebruiker dezelfde gegevens meerdere keren binnen een transactie leest, maar verschillende waarden aantreft als gevolg van gelijktijdige schrijfbewerkingen door andere transacties.
- Fantoomlezingen: wanneer een gebruiker een andere set gegevens verkrijgt tijdens het lezen binnen een enkele transactie doordat andere gebruikers rijen invoegen of verwijderen gedurende die periode.
- Verloren updates: wanneer gelijktijdige schrijftransacties elkaars wijzigingen overschrijven zonder rekening te houden met de beweringen over het gegevensitem.
Een goed geïmplementeerde Concurrency Control zorgt voor databaseconsistentie en voorkomt dat deze anomalieën optreden, waardoor gebruikers en applicaties toegang hebben tot nauwkeurige en actuele gegevens.
Concurrency Control-technieken
In de praktijk zijn er verschillende Concurrency Control-technieken, elk met hun voor- en nadelen. Enkele veelgebruikte technieken zijn:
- Vergrendelen: Bij deze methode worden de database-objecten (zoals tabellen of rijen) vergrendeld terwijl één transactie ze opent of wijzigt, waardoor wordt voorkomen dat andere transacties de vergrendelde objecten tegelijkertijd kunnen wijzigen. Twee veelvoorkomende soorten sloten zijn gedeelde sloten (waardoor meerdere gelijktijdige leestransacties mogelijk zijn) en exclusieve sloten (gebruikt voor een enkele schrijftransactie).
- Op tijdstempel gebaseerd: deze aanpak wijst een uniek tijdstempel toe aan elke transactie en transacties worden beheerd op basis van de prioriteit van hun tijdstempels. Als er een conflict optreedt tussen transacties, krijgt de transactie met een eerdere tijdstempel voorrang op de transactie met een latere tijdstempel.
- Optimistic Concurrency Control (OCC): Deze techniek gaat ervan uit dat conflicten niet vaak voorkomen en maakt het mogelijk dat meerdere transacties gelijktijdig werken. Tijdens de commit-fase verifieert een transactie of er conflicten zijn opgetreden als gevolg van andere transacties. Als er een conflict wordt gedetecteerd, wordt de transactie afgebroken en worden de wijzigingen ongedaan gemaakt.
- Multi-version Concurrency Control (MVCC): Deze methode werkt door meerdere versies van database-objecten te maken, waardoor gelijktijdige transacties met verschillende versies van de gegevens kunnen werken. Toevoegingen of wijzigingen door een transactie creëren een nieuwe versie van het data-object, waardoor isolatie en consistentie worden gegarandeerd.
Het kiezen van de juiste techniek voor Concurrency Control hangt af van factoren zoals transactiefrequentie, het aantal conflicten en het gewenste prestatie- en isolatieniveau.
Gelijktijdigheidscontrole in AppMaster
AppMaster is een opmerkelijk no-code platform dat de ontwikkeling van backend-, web- en mobiele applicaties mogelijk maakt met een innovatieve en gestroomlijnde aanpak. Het platform maakt gebruik van verschillende technieken om gegevensconsistentie en complexiteitsreductie te behouden, waaronder Concurrency Control in de gebouwde applicaties. De backend-applicaties van AppMaster worden gegenereerd met Go (Golang) en zijn ontworpen om te werken met elke PostgreSQL-compatibele primaire database. PostgreSQL implementeert zelf Multi-Version Concurrency Control (MVCC) om een krachtig en robuust Concurrency Control-mechanisme te bieden.
De gegenereerde applicaties van AppMaster profiteren inherent van de MVCC-mogelijkheden van PostgreSQL, waardoor meerdere transacties gelijktijdig kunnen werken zonder de gegevensconsistentie aan te tasten of prestatieknelpunten tegen te komen. Bovendien voldoen transacties via de REST API of WSS-eindpunten van het platform aan de Concurrency Control-mechanismen zoals afgedwongen door de onderliggende technologiestapel. Als het gaat om het maken van web- en mobiele applicaties, genereert AppMaster applicaties met Vue3-framework en JS/TS voor webapplicaties, en Kotlin met Jetpack Compose voor Android of SwiftUI voor iOS voor mobiele applicaties. Deze technologieën bieden ontwikkelaars verschillende mechanismen om gelijktijdige gegevenstoegang en synchronisatie af te handelen. Ontwikkelaars kunnen bijvoorbeeld gebruikmaken van tools, bibliotheken en patronen zoals Promises en async/wait voor JavaScript of coroutines en stromen voor Kotlin om asynchrone taken te beheren, waardoor optimale prestaties en consistente gegevensverwerking in hun applicaties worden gegarandeerd.
Concurrency Control speelt een cruciale rol in databasebeheersystemen en zorgt voor een consistente en betrouwbare werking van datatransacties voor meerdere gebruikers en applicaties. Hoewel verschillende technieken verschillende niveaus van isolatie en consistentie bieden, hangt het kiezen van de juiste methode af van de specifieke behoeften en vereisten van het onderliggende systeem. Het uitgebreide platform no-code van AppMaster maakt gebruik van de robuuste MVCC-mogelijkheden van PostgreSQL voor backend-applicaties, waardoor consistente gegevensinteracties en een soepeler ontwikkelingsproces voor zijn gebruikers worden gegarandeerd.
