W kontekście baz danych „blokowanie” odnosi się do mechanizmu stosowanego do kontrolowania równoczesnego dostępu do współdzielonych zasobów, zwykle w celu zapewnienia spójności, niezawodności i izolacji między wieloma transakcjami lub operacjami. Blokowanie uniemożliwia wielu użytkownikom jednoczesne wprowadzanie sprzecznych zmian w określonym fragmencie danych, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo wystąpienia niespójności lub niezamierzonego uszkodzenia danych. Jest to podstawowa koncepcja w systemach zarządzania bazami danych (DBMS) i ma kluczowe znaczenie dla utrzymania integralności danych i spójności transakcyjnej w nowoczesnych aplikacjach i systemach.
Blokowanie może występować na różnych poziomach w systemie bazy danych, na przykład blokowanie na poziomie wiersza, blokowanie na poziomie strony, blokowanie na poziomie tabeli, a nawet blokowanie na poziomie bazy danych. Każdy poziom ma swoje zalety i wady, z kompromisami między szczegółową kontrolą a potencjalną rywalizacją lub narzutem. Blokowanie na poziomie wierszy zapewnia najwyższą szczegółowość, umożliwiając wielu użytkownikom równoczesny i niezależny dostęp do różnych wierszy w tej samej tabeli, ale może wymagać większych zasobów i narzutów związanych z zarządzaniem. Natomiast blokowanie na poziomie tabeli ogranicza dostęp do całej tabeli, zapewniając mniejszą szczegółowość, ale potencjalnie niższe koszty ogólne.
Istnieją różne typy mechanizmów blokujących, takie jak blokady wspólne, blokady wyłączne i blokady aktualizacji. Blokady współdzielone (znane również jako blokady odczytu) umożliwiają wielu transakcjom jednoczesne odczytywanie udostępnionego zasobu, ale uniemożliwiają modyfikację zablokowanego zasobu przez jakiekolwiek transakcje. Blokady na wyłączność (znane również jako blokady zapisu) zapewniają, że tylko jedna transakcja może uzyskać dostęp do zablokowanego zasobu i modyfikować go w danym momencie. Blokady aktualizacji są używane, gdy transakcja zamierza zmodyfikować zasób, ale jeszcze nie wykonała modyfikacji. Ta blokada uniemożliwia innym transakcjom uzyskanie wyłącznej blokady tego samego zasobu, dopóki początkowa transakcja nie zakończy modyfikacji.
Blokowanie dwufazowe (2PL) to popularny protokół blokowania, który gwarantuje możliwość serializacji transakcji, zapewniając, że wykonanie transakcji skutkuje spójnym stanem bazy danych. Protokół 2PL dzieli cykl życia transakcji na dwie fazy: fazę rosnącą, podczas której transakcja zakłada blokady, ale ich nie zwalnia, oraz fazę kurczenia, podczas której transakcja zwalnia blokady i nie może żądać nowych. Rygorystyczne przestrzeganie tego protokołu znacznie zmniejsza ryzyko zakleszczenia, w którym dwie lub więcej transakcji utknie w oczekiwaniu na wzajemne zwolnienie blokad zasobów, które muszą zakończyć.
Niemniej jednak kontrola współbieżności oparta na blokadach może prowadzić do problemów z wydajnością, gdy wiele transakcji konkuruje o te same zasoby, co skutkuje rywalizacją i zakleszczeniami. Różne strategie, takie jak eskalacja blokad, limity czasu blokowania, wykrywanie zakleszczeń i rozwiązywanie zakleszczeń, mogą pomóc złagodzić te problemy poprzez zmniejszenie liczby i czasu trwania blokad lub proaktywne identyfikowanie i rozwiązywanie konfliktów.
Opracowano alternatywne podejścia do kontroli współbieżności, takie jak optymistyczna kontrola współbieżności (OCC) lub kontrola współbieżności wielu wersji (MVCC), aby rozwiązać niektóre ograniczenia schematów opartych na blokadach. Techniki te opierają się na założeniach dotyczących prawdopodobieństwa i częstotliwości konfliktów, umożliwiając przeprowadzanie transakcji bez blokowania zasobów i sprawdzanie konfliktów tylko w czasie zatwierdzania. W zależności od charakterystyki aplikacji i wzorców obciążenia te alternatywy mogą zapewniać lepszą wydajność i skalowalność niż mechanizmy oparte na blokadach w niektórych scenariuszach.
W kontekście platformy AppMaster zrozumienie blokowania i jego różnych aspektów jest niezbędne do efektywnego projektowania i wdrażania wysokiej jakości i skalowalnych aplikacji zaplecza. Aplikacje wygenerowane AppMaster, które opierają się na bazach danych zgodnych z PostgreSQL jako swoich głównych magazynach danych, mogą korzystać z zaawansowanych mechanizmów blokowania i kontroli współbieżności PostgreSQL , umożliwiając programistom tworzenie wydajnych i wysoce współbieżnych aplikacji bez martwienia się o szczegóły blokowania niskiego poziomu.
Podejście AppMaster no-code podkreśla znaczenie spójności transakcyjnej, izolacji i integralności danych w całym procesie tworzenia aplikacji. Gdy programiści projektują modele danych, procesy biznesowe, endpoints API i inne komponenty aplikacji w środowisku wizualnym, AppMaster zapewnia, że powstałe aplikacje są zgodne z najlepszymi praktykami i standardami branżowymi dotyczącymi blokowania i kontroli współbieżności. Umożliwia to programistom na wszystkich poziomach umiejętności tworzenie aplikacji, które można z wdziękiem skalować i działać niezawodnie przy dużym obciążeniu i równoczesnym dostępie użytkowników.
