Kontrola współbieżności odnosi się do procesu zarządzania równoczesnym dostępem i manipulacją bazą danych przez wielu użytkowników, zapewniając spójność, integralność i izolację transakcji danych. Ta metoda jest niezbędna w nowoczesnych bazach danych, w których wielu użytkowników lub aplikacji często jednocześnie żąda dostępu do danych w celu zapewnienia bezproblemowego działania. Kontrola współbieżności zapobiega konfliktom, zakleszczeniom i innym anomaliom, które mogą powstać w wyniku równoczesnego dostępu do danych i oferuje solidne rozwiązanie do utrzymania spójności danych i izolacji między transakcjami.
Znaczenie kontroli współbieżności
Spójność danych ma ogromne znaczenie w środowisku wielu użytkowników, ponieważ nieregularny dostęp i manipulacja mogą prowadzić do niespójności i nieprawidłowych wartości danych. Brak odpowiedniej kontroli współbieżności może skutkować kilkoma problemami, takimi jak:
- Brudne odczyty: gdy użytkownik odczytuje niezatwierdzone dane zapisane przez niedokończoną transakcję innego użytkownika.
- Niepowtarzalne odczyty: gdy użytkownik odczytuje te same dane wiele razy w ramach transakcji, ale znajduje różne wartości z powodu jednoczesnych zapisów innych transakcji.
- Odczyty fantomowe: gdy użytkownik uzyskuje inny zestaw danych podczas odczytu w ramach jednej transakcji, ponieważ inni użytkownicy wstawiają lub usuwają wiersze w tym okresie.
- Utracone aktualizacje: gdy współbieżne transakcje zapisu nadpisują zmiany innych bez uwzględniania sporów dotyczących elementu danych.
Dobrze zaimplementowana kontrola współbieżności zapewnia spójność bazy danych i zapobiega występowaniu tych anomalii, umożliwiając użytkownikom i aplikacjom dostęp do dokładnych i aktualnych danych.
Techniki kontroli współbieżności
W praktyce istnieje kilka technik kontroli współbieżności, z których każda ma swoje zalety i wady. Niektóre z powszechnie stosowanych technik to:
- Blokowanie: Ta metoda polega na blokowaniu obiektów bazy danych (takich jak tabele lub wiersze), podczas gdy jedna transakcja uzyskuje do nich dostęp lub je modyfikuje, zapobiegając jednoczesnemu modyfikowaniu zablokowanych obiektów przez inne transakcje. Dwa popularne typy blokad to blokady współdzielone (umożliwiające wiele jednoczesnych transakcji odczytu) i blokady wyłączne (używane do pojedynczej transakcji zapisu).
- Oparte na znacznikach czasu: to podejście przypisuje unikatowy znacznik czasu do każdej transakcji, a transakcje są zarządzane na podstawie priorytetu ich znaczników czasu. Jeśli wystąpi konflikt między transakcjami, ta z wcześniejszym znacznikiem czasu ma pierwszeństwo przed tą z późniejszym znacznikiem czasu.
- Optimistic Concurrency Control (OCC): Ta technika zakłada, że konflikty są rzadkie i umożliwia równoczesną pracę wielu transakcji. Podczas fazy zatwierdzania transakcja sprawdza, czy wystąpiły jakieś konflikty z powodu innych transakcji. W przypadku wykrycia konfliktu transakcja jest przerywana, a zmiany wycofywane.
- Multi-version Concurrency Control (MVCC): Ta metoda polega na tworzeniu wielu wersji obiektów bazy danych, co pozwala współbieżnym transakcjom pracować z różnymi wersjami danych. Dodatki lub modyfikacje dokonywane przez transakcję tworzą nową wersję obiektu danych, zapewniając izolację i spójność.
Wybór odpowiedniej techniki kontroli współbieżności zależy od takich czynników, jak częstotliwość transakcji, częstotliwość konfliktów oraz pożądany poziom wydajności i izolacji.
Kontrola współbieżności w AppMaster
AppMaster to niezwykła platforma bez kodu , która umożliwia tworzenie aplikacji backendowych, internetowych i mobilnych z innowacyjnym i usprawnionym podejściem. Platforma wykorzystuje kilka technik w celu utrzymania spójności danych i zmniejszenia złożoności, w tym kontrolę współbieżności w zbudowanych aplikacjach. Aplikacje zaplecza AppMaster są generowane przy użyciu Go (Golang) i są zaprojektowane do pracy z dowolną podstawową bazą danych kompatybilną z PostgreSQL. Sam PostgreSQL implementuje Multi-Version Concurrency Control (MVCC), aby zapewnić potężny i niezawodny mechanizm kontroli współbieżności.
Aplikacje generowane przez AppMaster z natury korzystają z możliwości MVCC PostgreSQL, umożliwiając równoczesną pracę wielu transakcji bez wpływu na spójność danych lub napotkania wąskich gardeł wydajności. Co więcej, transakcje dokonywane za pośrednictwem interfejsu API REST platformy lub punktów końcowych WSS są zgodne z mechanizmami kontroli współbieżności wymuszanymi przez podstawowy stos technologii. Jeśli chodzi o tworzenie aplikacji webowych i mobilnych, AppMaster generuje aplikacje z frameworkiem Vue3 i JS/TS dla aplikacji webowych oraz Kotlin z Jetpack Compose dla Androida lub SwiftUI dla iOS dla aplikacji mobilnych. Technologie te oferują programistom różne mechanizmy obsługi równoczesnego dostępu do danych i synchronizacji. Na przykład programiści mogą wykorzystywać narzędzia, biblioteki i wzorce, takie jak Promises i asynchronizować/oczekiwać na JavaScript lub współprocedury i przepływy dla Kotlin do zarządzania zadaniami asynchronicznymi, zapewniając optymalną wydajność i spójną obsługę danych w swoich aplikacjach.
Kontrola współbieżności odgrywa kluczową rolę w systemach zarządzania bazami danych, zapewniając spójne i niezawodne działanie transakcji danych dla wielu użytkowników i aplikacji. Chociaż różne techniki oferują różne poziomy izolacji i spójności, wybór właściwej metody zależy od konkretnych potrzeb i wymagań systemu bazowego. Kompleksowa platforma AppMaster no-code wykorzystuje solidne możliwości PostgreSQL MVCC dla aplikacji zaplecza, zapewniając spójne interakcje danych i płynniejszy proces programowania dla użytkowników.
