Параллельный контроль относится к процессу управления одновременным доступом и манипулированием базой данных несколькими пользователями, обеспечивая согласованность, целостность и изоляцию транзакций данных. Этот метод необходим в современных базах данных, где несколько пользователей или приложений часто запрашивают одновременный доступ к данным для обеспечения бесперебойной работы. Concurrency Control предотвращает конфликты, взаимоблокировки и другие аномалии, которые могут возникнуть из-за одновременного доступа к данным, и предлагает надежное решение для обеспечения согласованности данных и изоляции между транзакциями.
Важность контроля параллелизма
Непротиворечивость данных имеет первостепенное значение в многопользовательской среде, поскольку нерегулярный доступ и манипулирование могут привести к несогласованности и неправильным значениям данных. Отсутствие надлежащего контроля параллелизма может привести к нескольким проблемам, таким как:
- Грязные чтения: когда пользователь читает незафиксированные данные, записанные незавершенной транзакцией другого пользователя.
- Неповторяющиеся операции чтения: когда пользователь несколько раз считывает одни и те же данные в рамках транзакции, но находит разные значения из-за одновременной записи другими транзакциями.
- Фантомные чтения: когда пользователь получает другой набор данных при чтении в рамках одной транзакции из-за того, что другие пользователи вставляли или удаляли строки в течение этого периода.
- Потерянные обновления: когда одновременные транзакции записи перезаписывают изменения друг друга без учета разногласий по элементу данных.
Хорошо реализованный контроль параллелизма обеспечивает согласованность базы данных и предотвращает возникновение этих аномалий, позволяя пользователям и приложениям получать доступ к точным и актуальным данным.
Методы управления параллелизмом
На практике существует несколько методов управления параллелизмом, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Некоторые из часто используемых методов:
- Блокировка: этот метод включает блокировку объектов базы данных (таких как таблицы или строки), когда одна транзакция обращается к ним или изменяет их, предотвращая одновременное изменение заблокированных объектов другими транзакциями. Двумя распространенными типами блокировок являются разделяемые блокировки (разрешающие несколько одновременных транзакций чтения) и монопольные блокировки (используемые для одной транзакции записи).
- На основе временных меток: при этом подходе каждой транзакции назначается уникальная временная метка, а управление транзакциями осуществляется на основе приоритета их временных меток. Если между транзакциями возникает конфликт, транзакция с более ранней отметкой времени имеет приоритет над транзакцией с более поздней отметкой времени.
- Оптимистичный контроль параллелизма (OCC): этот метод предполагает, что конфликты происходят нечасто, и позволяет нескольким транзакциям работать одновременно. На этапе фиксации транзакция проверяет, не возникли ли какие-либо конфликты из-за других транзакций. При обнаружении любого конфликта транзакция прерывается, а изменения откатываются.
- Многоверсионный контроль параллелизма (MVCC): этот метод работает путем создания нескольких версий объектов базы данных, что позволяет параллельным транзакциям работать с разными версиями данных. Добавления или модификации транзакцией создают новую версию объекта данных, обеспечивая изоляцию и согласованность.
Выбор подходящего метода для управления параллелизмом зависит от таких факторов, как частота транзакций, количество конфликтов и желаемый уровень производительности и изоляции.
Параллельный контроль в AppMaster
AppMaster — это no-code платформа, которая позволяет разрабатывать серверные, веб-приложения и мобильные приложения с инновационным и оптимизированным подходом. Платформа использует несколько методов для обеспечения согласованности данных и снижения сложности, включая контроль параллелизма в своих встроенных приложениях. Серверные приложения AppMaster создаются с использованием Go (Golang) и предназначены для работы с любой первичной базой данных, совместимой с PostgreSQL. Сам PostgreSQL реализует многоверсионный контроль параллелизма (MVCC), чтобы обеспечить мощный и надежный механизм контроля параллелизма.
Приложения, созданные AppMaster по своей сути выигрывают от возможностей PostgreSQL MVCC, позволяя нескольким транзакциям работать одновременно, не влияя на согласованность данных и не сталкиваясь с узкими местами в производительности. Кроме того, транзакции, выполняемые через REST API или конечные точки WSS, соответствуют механизмам управления параллелизмом, которые применяются базовым стеком технологий. Когда дело доходит до создания веб-приложений и мобильных приложений, AppMaster создает приложения с помощью фреймворка Vue3 и JS/TS для веб-приложений, а Kotlin — с Jetpack Compose для Android или SwiftUI для iOS для мобильных приложений. Эти технологии предлагают разработчикам различные механизмы для одновременного доступа к данным и синхронизации. Например, разработчики могут использовать инструменты, библиотеки и шаблоны, такие как Promises и async/await для JavaScript или сопрограммы и потоки для Kotlin, для управления асинхронными задачами, обеспечивая оптимальную производительность и согласованную обработку данных в своих приложениях.
Concurrency Control играет решающую роль в системах управления базами данных, обеспечивая согласованное и надежное функционирование транзакций данных между несколькими пользователями и приложениями. Хотя разные методы предлагают разные уровни изоляции и согласованности, выбор правильного метода зависит от конкретных потребностей и требований базовой системы. Комплексная платформа AppMaster no-code использует надежные возможности MVCC PostgreSQL для внутренних приложений, обеспечивая согласованное взаимодействие данных и более плавный процесс разработки для своих пользователей.
