In de context van relationele databases is een impasse een situatie die optreedt wanneer twee of meer transacties strijden om exclusieve controle over gedeelde bronnen, zoals tabelrijen of vergrendelbare objecten, en elke transactie wacht tot de ander de vergrendeling opheft, wat resulteert in een oneindige wachtlus. Deadlocks ontstaan als gevolg van de gelijktijdige uitvoering van transacties die proberen dezelfde bronnen op een conflicterende manier te vergrendelen, waardoor de getroffen transacties volledig worden stopgezet en als gevolg daarvan de algehele prestaties en stabiliteit van het systeem worden aangetast.
Deadlocks zijn een veelvoorkomend probleem in databases en kunnen in verschillende scenario's voorkomen, bijvoorbeeld wanneer meerdere transacties verzoeken om vergrendeling van dezelfde bronnen in een andere volgorde, of wanneer een complex web van transacties een cyclische afhankelijkheid daartussen creëert. Om het optreden van impasses tot een minimum te beperken, implementeren databasesystemen verschillende technieken voor het voorkomen en detecteren van impasses, evenals mechanismen om deze op te lossen wanneer deze zich voordoen. Deze technieken omvatten lock-time-out, deadlock-detectiealgoritmen en impasse-oplossing door middel van het terugdraaien van transacties of wachten op grafiekanalyse.
Op het AppMaster no-code platform werken de backend-applicaties die zijn gegenereerd met de programmeertaal Go samen met PostgreSQL-compatibele databases als hun primaire opslagoplossing. PostgreSQL, een robuust en efficiënt relationeel databasebeheersysteem (RDBMS), maakt gebruik van verschillende gelijktijdigheidscontrolemechanismen, zoals gelijktijdigheidscontrole van meerdere versies (MVCC) en expliciete vergrendeling, om isolatie te bieden tussen gelijktijdig uitgevoerde transacties. Deze mechanismen kunnen onder bepaalde omstandigheden echter ook tot impasses leiden.
Beschouw bijvoorbeeld twee transacties, T1 en T2, die werken op twee bronnen, R1 en R2. Transactie T1 verkrijgt een vergrendeling op R1 en probeert vervolgens R2 te vergrendelen, terwijl Transactie T2 een vergrendeling op R2 verkrijgt en vervolgens probeert R1 te vergrendelen. Als beide transacties gelijktijdig plaatsvinden, ontstaat er een impasse omdat beide transacties voor onbepaalde tijd zullen wachten tot de ander zijn vergrendeling opheft, waardoor een circulaire afhankelijkheid ontstaat.
Om impasses te voorkomen, kunnen ontwikkelaars verschillende best practices en ontwerpprincipes in hun applicaties toepassen. Enkele veel voorkomende strategieën zijn:
- Toegang tot bronnen in een consistente volgorde: Zorg ervoor dat transacties bronnen in een specifieke, consistente volgorde vergrendelen. Dit verkleint de kans dat meerdere transacties op elkaar wachten, waardoor impasses effectief worden voorkomen.
- Gebruik fijnmazige vergrendeling: kies waar mogelijk voor vergrendeling op rijniveau in plaats van vergrendeling op tabelniveau, omdat dit de vergrendelingsconflicten tussen transacties vermindert en de kans op impasses verkleint.
- Verkrijg vergrendelingen vroegtijdig en geef ze onmiddellijk vrij: Minimaliseer de tijd tussen het verkrijgen en vrijgeven van een vergrendeling om de kans te verkleinen dat gelijktijdige transacties wachten op de bronnen die door een andere transactie zijn vergrendeld.
- Beperk de transactiegrootte: Breek grote transacties op in kleinere, beter beheersbare stukken. Kleinere transacties verkleinen de kans op impasses en verbeteren de algehele systeemprestaties.
PostgreSQL biedt ingebouwde mechanismen om impasses te detecteren en op te lossen. Het maakt gebruik van een deadlock-detectiealgoritme dat periodiek scant op eventuele circulaire afhankelijkheden tussen transacties die vergrendelingen van bronnen bevatten. Als er een impasse wordt gevonden, beëindigt PostgreSQL een of meer van de betrokken transacties om de impasse te doorbreken, waardoor andere transacties kunnen doorgaan. De beëindigde transactie ontvangt een foutmelding en de toepassing kan ervoor kiezen de transactie opnieuw uit te voeren of de fout dienovereenkomstig af te handelen.
Naast de ingebouwde mogelijkheden van PostgreSQL kunnen door AppMaster gegenereerde applicaties ook profiteren van verschillende technieken voor het omgaan met deadlocks, zoals:
- Op time-out gebaseerde impasse-oplossing: stel een time-outwaarde in voor elke transactie, zodat u ervoor zorgt dat de transactie automatisch wordt teruggedraaid als deze niet binnen de opgegeven tijd wordt voltooid. Dit verkleint de kans dat langlopende transacties tot impasses leiden.
- Mechanismen voor opnieuw proberen: Implementeer logica op applicatieniveau om automatisch een transactie opnieuw te proberen die is beëindigd vanwege een impasse. Dit kan helpen de algehele systeemstabiliteit te behouden en de gebruikerservaring te verbeteren.
Kortom, een impasse is een complex probleem dat zich voordoet in relationele databases als gevolg van gelijktijdige transacties die strijden om gedeelde bronnen. Om impasses effectief aan te kunnen pakken, moeten ontwikkelaars de principes van transactiebeheer en concurrency-controle begrijpen, en best practices toepassen om applicaties te ontwerpen en implementeren die het optreden van impasses minimaliseren. Met het robuuste no-code platform van AppMaster en de ingebouwde mechanismen van PostgreSQL kunnen ontwikkelaars zeer schaalbare en performante applicaties bouwen die minder gevoelig zijn voor impasses en een naadloze gebruikerservaring bieden.
