Kiểm soát tương tranh đề cập đến quá trình quản lý truy cập và thao tác đồng thời cơ sở dữ liệu của nhiều người dùng, đảm bảo tính nhất quán, toàn vẹn và cách ly các giao dịch dữ liệu. Phương pháp này rất cần thiết trong cơ sở dữ liệu hiện đại, nơi nhiều người dùng hoặc ứng dụng thường xuyên yêu cầu quyền truy cập dữ liệu đồng thời để duy trì hoạt động liền mạch. Kiểm soát tương tranh ngăn ngừa xung đột, bế tắc và các bất thường khác có thể phát sinh do truy cập dữ liệu đồng thời và cung cấp giải pháp mạnh mẽ để duy trì tính nhất quán và cách ly dữ liệu giữa các giao dịch.
Tầm quan trọng của kiểm soát đồng thời
Tính nhất quán của dữ liệu là tối quan trọng trong môi trường nhiều người dùng, vì việc truy cập và thao tác không thường xuyên có thể dẫn đến sự không nhất quán và giá trị dữ liệu không chính xác. Thiếu Kiểm soát tương tranh thích hợp có thể dẫn đến một số vấn đề, chẳng hạn như:
- Dirty Reads: Khi người dùng đọc dữ liệu không được cam kết được ghi bởi giao dịch chưa hoàn thành của người dùng khác.
- Số lần đọc không thể lặp lại: Khi người dùng đọc cùng một dữ liệu nhiều lần trong một giao dịch nhưng tìm thấy các giá trị khác nhau do các giao dịch khác ghi đồng thời.
- Đọc ảo: Khi người dùng nhận được một tập hợp dữ liệu khác trong khi đọc trong một giao dịch do người dùng khác chèn hoặc xóa hàng trong khoảng thời gian đó.
- Mất cập nhật: Khi các giao dịch ghi đồng thời ghi đè lên các thay đổi của nhau mà không xem xét các tranh chấp về mục dữ liệu.
Kiểm soát đồng thời được triển khai tốt đảm bảo tính nhất quán của cơ sở dữ liệu và ngăn chặn những bất thường này xảy ra, cho phép người dùng và ứng dụng truy cập dữ liệu chính xác và cập nhật.
Kỹ thuật kiểm soát đồng thời
Có một số kỹ thuật Kiểm soát tương tranh trong thực tế, mỗi kỹ thuật đều có những ưu điểm và nhược điểm. Một số kỹ thuật thường được sử dụng là:
- Khóa: Phương pháp này liên quan đến việc khóa các đối tượng cơ sở dữ liệu (chẳng hạn như bảng hoặc hàng) trong khi một giao dịch đang truy cập hoặc sửa đổi chúng, ngăn chặn các giao dịch khác đồng thời sửa đổi các đối tượng bị khóa. Hai loại khóa phổ biến là khóa chia sẻ (cho phép nhiều giao dịch đọc đồng thời) và khóa độc quyền (được sử dụng cho một giao dịch ghi).
- Dựa trên dấu thời gian: Cách tiếp cận này chỉ định một dấu thời gian duy nhất cho mỗi giao dịch và các giao dịch được quản lý dựa trên mức độ ưu tiên của dấu thời gian của chúng. Nếu xảy ra xung đột giữa các giao dịch, giao dịch có dấu thời gian sớm hơn sẽ được ưu tiên hơn giao dịch có dấu thời gian muộn hơn.
- Kiểm soát đồng thời lạc quan (OCC): Kỹ thuật này giả định rằng xung đột là không thường xuyên và cho phép nhiều giao dịch hoạt động đồng thời. Trong giai đoạn cam kết, một giao dịch sẽ xác minh nếu có bất kỳ xung đột nào xảy ra do các giao dịch khác. Nếu phát hiện bất kỳ xung đột nào, giao dịch sẽ bị hủy bỏ và các thay đổi sẽ được khôi phục.
- Kiểm soát đồng thời nhiều phiên bản (MVCC): Phương pháp này hoạt động bằng cách tạo nhiều phiên bản của các đối tượng cơ sở dữ liệu, cho phép các giao dịch đồng thời hoạt động với các phiên bản khác nhau của dữ liệu. Việc bổ sung hoặc sửa đổi bởi một giao dịch sẽ tạo ra một phiên bản mới của đối tượng dữ liệu, đảm bảo sự cô lập và nhất quán.
Việc chọn kỹ thuật thích hợp cho Kiểm soát tương tranh phụ thuộc vào các yếu tố như tần suất giao dịch, tỷ lệ xung đột, mức hiệu suất và sự cô lập mong muốn.
Kiểm soát tương tranh trong AppMaster
AppMaster là một nền tảng không có mã đáng chú ý cho phép phát triển các ứng dụng phụ trợ, web và di động với cách tiếp cận sáng tạo và hợp lý hóa. Nền tảng này sử dụng một số kỹ thuật để duy trì tính nhất quán của dữ liệu và giảm độ phức tạp, bao gồm Kiểm soát tương tranh trong các ứng dụng được xây dựng của nó. Các ứng dụng phụ trợ của AppMaster được tạo bằng cách sử dụng Go (Golang) và được thiết kế để hoạt động với mọi cơ sở dữ liệu chính tương thích với PostgreSQL. Bản thân PostgreSQL triển khai Kiểm soát đồng thời nhiều phiên bản (MVCC) để cung cấp cơ chế Kiểm soát đồng thời mạnh mẽ và vững chắc.
Các ứng dụng do AppMaster tạo ra vốn được hưởng lợi từ khả năng MVCC của PostgreSQL, cho phép nhiều giao dịch hoạt động đồng thời mà không ảnh hưởng đến tính nhất quán của dữ liệu hoặc gặp phải tắc nghẽn hiệu suất. Ngoài ra, các giao dịch được thực hiện thông qua API REST hoặc Điểm cuối WSS của nền tảng tuân thủ các cơ chế Kiểm soát tương tranh như được thực thi bởi ngăn xếp công nghệ cơ bản. Khi nói đến việc tạo ứng dụng web và thiết bị di động, AppMaster tạo ứng dụng với khung Vue3 và JS/TS cho ứng dụng web và Kotlin với Jetpack Compose cho Android hoặc SwiftUI cho iOS cho ứng dụng di động. Những công nghệ này cung cấp cho các nhà phát triển các cơ chế khác nhau để xử lý truy cập và đồng bộ hóa dữ liệu đồng thời. Chẳng hạn, các nhà phát triển có thể tận dụng các công cụ, thư viện và mẫu như Promise và async/await cho JavaScript hoặc coroutine và các luồng cho Kotlin để quản lý các tác vụ không đồng bộ, đảm bảo hiệu suất tối ưu và xử lý dữ liệu nhất quán trên các ứng dụng của họ.
Kiểm soát tương tranh đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, đảm bảo hoạt động nhất quán và đáng tin cậy của các giao dịch dữ liệu trên nhiều người dùng và ứng dụng. Mặc dù các kỹ thuật khác nhau cung cấp các mức độ cô lập và nhất quán khác nhau, nhưng việc chọn đúng phương pháp tùy thuộc vào nhu cầu và yêu cầu cụ thể của hệ thống cơ bản. Nền tảng no-code toàn diện của AppMaster tận dụng các khả năng MVCC mạnh mẽ của PostgreSQL cho các ứng dụng phụ trợ, đảm bảo tương tác dữ liệu nhất quán và quy trình phát triển mượt mà hơn cho người dùng.
