В контексте баз данных «Блокировка» относится к механизму, используемому для управления одновременным доступом к общим ресурсам, обычно для обеспечения согласованности, надежности и изоляции между несколькими транзакциями или операциями. Блокировка не позволяет нескольким пользователям одновременно вносить конфликтующие изменения в определенную часть данных, тем самым снижая вероятность несоответствий или непреднамеренного повреждения данных. Это фундаментальная концепция систем управления базами данных (СУБД), которая имеет решающее значение для поддержания целостности данных и согласованности транзакций в современных приложениях и системах.
Блокировка может происходить на различных уровнях в системе базы данных, таких как блокировка на уровне строки, блокировка на уровне страницы, блокировка на уровне таблицы или даже блокировка на уровне базы данных. У каждого уровня есть свои плюсы и минусы, с компромиссами между детальным контролем и потенциальными конфликтами или накладными расходами. Блокировка на уровне строк обеспечивает наилучшую степень детализации, позволяя нескольким пользователям одновременно и независимо получать доступ к разным строкам в одной и той же таблице, но может потребовать более значительных ресурсов и затрат на управление. Напротив, блокировка на уровне таблицы ограничивает доступ ко всей таблице, обеспечивая меньшую степень детализации, но потенциально снижая накладные расходы.
Существуют различные типы механизмов блокировки, такие как разделяемые блокировки, эксклюзивные блокировки и блокировки обновления. Общие блокировки (также известные как блокировки чтения) позволяют нескольким транзакциям одновременно читать общий ресурс, но предотвращают изменение заблокированного ресурса любыми транзакциями. Эксклюзивные блокировки (также известные как блокировки записи) гарантируют, что только одна транзакция может получить доступ и изменить заблокированный ресурс за раз. Блокировки обновления используются, когда транзакция намеревается изменить ресурс, но еще не выполнила модификацию. Эта блокировка предотвращает получение другими транзакциями монопольной блокировки того же ресурса до тех пор, пока исходная транзакция не завершит свою модификацию.
Двухфазная блокировка (2PL) — это популярный протокол блокировки, который гарантирует сериализуемость транзакций, гарантируя, что выполнение транзакции приведет к согласованному состоянию базы данных. Протокол 2PL делит жизненный цикл транзакции на две фазы: фаза роста, во время которой транзакция получает блокировки, но не освобождает их, и фаза сокращения, во время которой транзакция снимает блокировки и не может запрашивать новые. Строгое соблюдение этого протокола значительно снижает вероятность взаимоблокировок, когда две или более транзакций застревают, ожидая, пока друг друга снимут блокировки на ресурсах, которые им обоим необходимо выполнить.
Тем не менее, управление параллелизмом на основе блокировок может привести к проблемам с производительностью, когда несколько транзакций конкурируют за одни и те же ресурсы, что приводит к конфликтам и взаимоблокировкам. Различные стратегии, такие как эскалация блокировок, тайм-ауты блокировок, обнаружение взаимоблокировок и разрешение взаимоблокировок, могут помочь облегчить эти проблемы за счет сокращения количества и продолжительности блокировок или заблаговременного выявления и разрешения конфликтов.
Альтернативные подходы к управлению параллелизмом, такие как оптимистическое управление параллелизмом (OCC) или управление параллелизмом нескольких версий (MVCC), были разработаны для устранения некоторых ограничений схем на основе блокировок. Эти методы основаны на предположениях о вероятности и частоте конфликтов, позволяя транзакциям выполняться без блокировки ресурсов и проверяя наличие конфликтов только во время фиксации. В зависимости от характеристик приложения и шаблонов рабочей нагрузки эти альтернативы могут обеспечить более высокую производительность и масштабируемость, чем механизмы на основе блокировки в определенных сценариях.
В контексте платформы AppMaster понимание блокировки и ее различных аспектов необходимо для эффективной разработки и реализации высококачественных и масштабируемых серверных приложений. Приложения, созданные AppMaster, которые полагаются на базы данных, совместимые с PostgreSQL, в качестве основных хранилищ данных, могут воспользоваться преимуществами сложных механизмов блокировки и управления параллелизмом PostgreSQL , что позволяет разработчикам создавать эффективные и высококонкурентные приложения, не беспокоясь о деталях низкоуровневой блокировки.
Подход AppMaster no-code подчеркивает важность согласованности транзакций, изоляции и целостности данных на протяжении всего процесса разработки приложения. Когда разработчики разрабатывают модели данных, бизнес-процессы, endpoints API и другие компоненты приложений в визуальной среде, AppMaster гарантирует, что полученные приложения соответствуют передовым практикам и отраслевым стандартам в отношении блокировки и контроля параллелизма. Это позволяет разработчикам с любым уровнем квалификации создавать приложения, которые могут изящно масштабироваться и надежно работать при высокой нагрузке и одновременном доступе пользователей.
