In de context van databases verwijst "vergrendelen" naar een mechanisme dat wordt gebruikt om gelijktijdige toegang tot gedeelde bronnen te controleren, doorgaans om consistentie, betrouwbaarheid en isolatie tussen meerdere transacties of bewerkingen te waarborgen. Vergrendeling voorkomt dat meerdere gebruikers tegelijkertijd conflicterende wijzigingen aanbrengen in een specifiek stuk gegevens, waardoor de kans op inconsistenties of onbedoelde gegevensbeschadiging wordt verkleind. Het is een fundamenteel concept in databasebeheersystemen (DBMS) en is van cruciaal belang voor het behoud van gegevensintegriteit en transactieconsistentie in moderne applicaties en systemen.
Vergrendeling kan plaatsvinden op verschillende niveaus in een databasesysteem, zoals vergrendeling op rijniveau, vergrendeling op paginaniveau, vergrendeling op tabelniveau of zelfs vergrendeling op databaseniveau. Elk niveau heeft zijn voor- en nadelen, met compromissen tussen gedetailleerde controle en mogelijke strijd of overhead. Vergrendeling op rijniveau biedt de fijnste granulariteit, waardoor meerdere gebruikers tegelijkertijd en onafhankelijk toegang hebben tot verschillende rijen in dezelfde tabel, maar er kunnen meer middelen en beheeroverhead nodig zijn. Vergrendeling op tafelniveau daarentegen beperkt de toegang tot een hele tafel, wat minder granulariteit oplevert, maar mogelijk lagere overheadkosten.
Er bestaan verschillende soorten vergrendelingsmechanismen, zoals gedeelde sloten, exclusieve sloten en updatevergrendelingen. Gedeelde vergrendelingen (ook bekend als leesvergrendelingen) maken het mogelijk dat meerdere transacties tegelijkertijd een gedeelde bron kunnen lezen, maar voorkomen dat transacties de vergrendelde bron wijzigen. Exclusieve vergrendelingen (ook wel schrijfvergrendelingen genoemd) zorgen ervoor dat slechts één transactie tegelijk toegang heeft tot de vergrendelde bron en deze kan wijzigen. Updatevergrendelingen worden gebruikt wanneer een transactie van plan is een resource te wijzigen, maar de wijziging nog niet heeft uitgevoerd. Deze vergrendeling voorkomt dat andere transacties een exclusieve vergrendeling op dezelfde bron krijgen totdat de eerste transactie de wijziging heeft voltooid.
Tweefasige vergrendeling (2PL) is een populair vergrendelingsprotocol dat serialiseerbaarheid van transacties garandeert, zodat de uitvoering van transacties resulteert in een consistente databasestatus. Het 2PL-protocol verdeelt de levenscyclus van een transactie in twee fasen: een groeifase, waarin de transactie vergrendelingen verwerft maar geen vrijgeeft, en een krimpfase, waarin de transactie vergrendelingen vrijgeeft en geen nieuwe kan aanvragen. Nauwkeurige naleving van dit protocol verkleint aanzienlijk de kans op impasses, waarbij twee of meer transacties vastzitten en op elkaar wachten om de sloten op bronnen die ze allebei moeten voltooien, vrij te geven.
Desalniettemin kan concurrency-controle op basis van vergrendeling leiden tot prestatieproblemen wanneer meerdere transacties strijden om dezelfde bronnen, wat leidt tot conflicten en impasses. Verschillende strategieën, zoals lock-escalatie, lock-time-outs, deadlock-detectie en deadlock-oplossing, kunnen deze problemen helpen verminderen door het aantal en de duur van vergrendelingen te verminderen of conflicten proactief te identificeren en op te lossen.
Alternatieve benaderingen van concurrency control, zoals optimistisch concurrency control (OCC) of multi-version concurrency control (MVCC), zijn ontwikkeld om enkele beperkingen van op vergrendeling gebaseerde schema's aan te pakken. Deze technieken zijn gebaseerd op aannames over de waarschijnlijkheid en frequentie van conflicten, waardoor transacties kunnen doorgaan zonder bronnen te vergrendelen en alleen op het moment van vastleggen op conflicten kunnen worden gecontroleerd. Afhankelijk van de kenmerken van de toepassing en de werklastpatronen, kunnen deze alternatieven in bepaalde scenario's betere prestaties en schaalbaarheid bieden dan op vergrendeling gebaseerde mechanismen.
In de context van het AppMaster- platform is het begrijpen van vergrendeling en de verschillende facetten ervan essentieel voor het effectief ontwerpen en implementeren van hoogwaardige en schaalbare backend-applicaties. AppMaster gegenereerde applicaties die afhankelijk zijn van PostgreSQL-compatibele databases als hun primaire gegevensopslag, kunnen profiteren van PostgreSQL 's geavanceerde vergrendelings- en concurrency-controlemechanismen, waardoor ontwikkelaars efficiënte en zeer gelijktijdige applicaties kunnen bouwen zonder zich zorgen te hoeven maken over vergrendelingsdetails op laag niveau.
De no-code benadering van AppMaster benadrukt het belang van transactionele consistentie, isolatie en data-integriteit gedurende het applicatie-ontwikkelingsproces. Terwijl ontwikkelaars datamodellen, bedrijfsprocessen, API- endpoints en andere applicatiecomponenten in de visuele omgeving ontwerpen, zorgt AppMaster ervoor dat de resulterende applicaties voldoen aan best practices en industriestandaarden met betrekking tot vergrendeling en concurrency control. Dit stelt ontwikkelaars van alle vaardigheidsniveaus in staat om applicaties te maken die gracieus kunnen worden geschaald en betrouwbaar kunnen presteren onder hoge belasting en gelijktijdige gebruikerstoegang.
