Bài giảng hệ cơ sở dữ liệu chương 8 ths trịnh thị ngọc linh

HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU GV: ThS.Trịnh Thị Ngọc Linh CHƯƠNG QUẢN LÝ GIAO DỊCH Hỗ trợ giao dịch Điều khiển tương tranh Khôi phục CSDL Giao dịch  Một giao dịch hành động hay dãy hành động truy cập vào CSDL làm thay đổi nội dung CSDL, đưa NSD hay chương trình ứng dụng  Một giao dịch là:  Toàn chương trình  Một phần chương trình  Câu lệnh đơn lẻ  Một số thao tác CSDL  Có thể xem thực chương trình ứng dụng dãy giao dịch xen kẽ chúng thao tác không đòi hỏi xử lý CSDL (thao tác CPU) Các tính chất giao dịch  Tính nguyên tố (Atomicity): Toàn thao tác giao dịch thực không giao dịch chúng thực  Tính quán (Consistency): Một giao dịch phải chuyển CSDL từ trạng thái quán sang trạng thái quán khác  Tính cô lập (Isolation): Các giao dịch phải thực cách độc lập với  Tính bền vững (Durability): Những thay đổi CSDL tác động giao dịch thực thành công bền vững, không bị đi, kể có lỗi xảy sau Các tính chất thường gọi tính chất ACID Điều khiển tương tranh  Mục đích việc điều khiển tương tranh: Cho phép nhiều người dùng truy cập đồng thời vào CSDL  Tính khả lịch việc sử dụng chúng  Mục đích giao dịch điều khiển tương tranh xếp lịch thực cho không xảy tác động lẫn chúng  Có giải pháp đơn giản: cho phép giao dịch thực thời điểm, hiểu theo nghĩa giao dịch chuyển giao xong giao dịch bắt đầu thực Phương pháp khóa  Một khóa biến gắn với mục liệu CSDL để biểu diễn trạng thái mục liệu mối liên quan đến thao tác thực  Thông thường mục liệu có khóa Chúng ta ký hiệu khóa gán với mục liệu X LOCK(X) Tại thời điểm, mục liệu X có trạng thái:  Có khóa đọc (Read lock): đọc không cập nhật mục liệu  Có khóa ghi (Write lock): vừa phép đọc vừa phép cập nhật mục liệu  Không có khóa Phương pháp khóa  Một giao dịch cần truy cập vào mục liệu trước hết phải khóa mục liệu lại Giao dịch yêu cầu khóa đọc khóa ghi  Nếu mục liệu chưa bị khóa giao dịch khác khóa cấp phát theo yêu cầu  Nếu mục liệu bị khóa, hệ QTCSDL xác định xem khóa yêu cầu có tương thích với khóa hành hay không  Khi giao dịch yêu cầu cấp khóa đọc cho mục liệu mà mục có khóa đọc khóa yêu cầu cấp phát  Trường hợp khóa yêu cầu khóa ghi giao dịch yêu cầu khóa phải chờ đợi khóa hành giải phóng cấp khóa  Một giao dịch tiếp tục tục giữ khóa thời điểm khóa giải phóng Giao thức khóa hai pha  Một giao dịch tuân theo giao thức khóa hai pha tất thao tác khóa xảy trước lần giải phóng khóa giao dịch  Theo quy định giao dịch này, giao dịch chia thành hai pha  Pha mở rộng: pha giao dịch yêu cầu tất khóa cần thiết không giải phóng khóa  Pha rút gọn: pha giao dịch giải phóng khóa không yêu cầu thêm khóa  Ban đầu giao dịch pha mở rộng, sau sang pha rút gọn Không đòi hỏi tất khóa cấp đồng thời Nghẽn khóa  Nghẽn khóa tình trạng bế tắc có hai hay nhiều giao dịch, giao dịch đợi giải phóng khóa giao dịch  Hệ QTCSDL phải tự động khởi động lại hay huỷ bỏ (hay số) giao dịch  Có hai phương pháp thông dụng để đối phó với tình trạng nghẽn khóa:  Phòng ngừa nghẽn khóa: hệ QTCSDL xem xét trước liệu có xảy nghẽn khóa hay không không cho phép điều xảy Một cách tiếp cận để tránh nghẽn khóa sử dụng nhãn thời gian cho giao dịch  Phát nghẽn khóa khôi phục: hệ QTCSDL cho phép nghẽn khóa xuát nhận xuất phá vỡ bế tắc nghẽn khóa gây Phương pháp nhãn thời gian  Phương pháp nhãn thời gian sử dụng giao dịch gán nhãn thời gian để xếp thứ tự thực thao tác cho lịch tương đương với lịch Khôi phục CSDL  Khôi phục liệu dịch vụ mà Hệ quản trị CSDL phải cung cấp để đảm bảo CSDL trạng thái toàn vẹn, đắn sau lần có cố xảy Khôi phục CSDL  Sự cố tác động đến việc xử lý CSDL  Hệ thống gặp cố lỗi phần cứng lỗi phần mềm, kết thông tin nhớ  Thiết bị nhớ trung gian bị hỏng, chẳng hạn gãy vỡ hay không đọc được, kết số phần liệu lưu trữ  Lỗi phần mềm ứng dụng làm cho hay nhiều giao dịch bị hỏng  Sự cố vật lý: điện, cháy, lụt, động đất  Sự cố tính bất cẩn vô ý người vận hành hay người dùng dẫn đến việc huỷ bỏ liệu hay phương tiện  Phá hoại liệu, phần cứng, phần mềm cách có ý thức Khôi phục CSDL  Phương tiện khôi phục  Một chế lưu dự phòng (backup) tạo CSDL theo định kỳ  Hệ quản trị CSDL bảo trì tệp tin đặc biệt gọi nhật lý (log) chứa thông tin tất cập nhật thực CSDL, nhằm lưu giữ vết thao tác  Đánh dấu điểm kiểm tra (checkpoint) để giới hạn việc duyệt dãy xử lý phải thực theo nhật ký nhằm khôi phục CSDL cố xảy  Một quản lý khôi phục cho phép hệ thống khôi phục lại trạng thái toàn vẹn CSDL sau xảy cố Một số kỹ thuật khôi phục  Khôi phục dựa vào file log giao dịch  Ghi lại thông tin trình xảy giao dịch file log tính từ trạng thái đắn liệu cuối  Kỹ thuật khôi phục theo kiểu cập nhật trì hoãn  Các cập nhật chưa ghi vào CSDL tận giao dịch đạt điểm chuyển giao  Nếu giao dịch bị thất bại trước đạt điểm chuyển giao chưa thật làm thay đổi CSDL không cần thiết phải gỡ bỏ cập nhật  Nhưng giao dịch chuyển giao, việc gỡ bỏ cập nhật cần thiết phải sử dụng nhật ký Một số kỹ thuật khôi phục  Kỹ thuật khôi phục theo kiểu cập nhật  Khi giao dịch đưa lệnh cập nhật, CSDL cập nhật không chờ đến lúc giao dịch đạt điểm chuyển giao Phép cập nhật phải ghi vào nhật ký (trên đĩa) trước thực CSDL  Quy tắc gọi giao thức nhật - ký - ghi - trước  Kỹ thuật khôi phục sử dụng trang ghi vết  Đối với giao dịch, khoảng thời gian tồn nó, hệ thống trì hai bảng trang (page table): Bảng hành, bảng vết  Khi giao dịch bắt đầu thực hiện, hai bảng giống nhau, sau bảng vết không thay đổi dùng để khôi phục CSDL có cố xảy [...]... kết quả là mất một số phần dữ liệu lưu trữ ở đây  Lỗi phần mềm ứng dụng làm cho một hay nhiều giao dịch bị hỏng  Sự cố vật lý: mất điện, cháy, lụt, động đất  Sự cố do tính bất cẩn vô ý của người vận hành hay người dùng dẫn đến việc huỷ bỏ dữ liệu hay các phương tiện  Phá hoại dữ liệu, phần cứng, phần mềm một cách có ý thức Khôi phục CSDL  Phương tiện khôi phục  Một cơ chế sao lưu dự phòng (backup)...Khôi phục CSDL  Khôi phục dữ liệu là một dịch vụ mà Hệ quản trị CSDL phải cung cấp để đảm bảo rằng CSDL ở một trạng thái toàn vẹn, đúng đắn sau mỗi lần có sự cố xảy ra Khôi phục CSDL  Sự cố có thể tác động đến việc xử lý CSDL  Hệ thống gặp sự cố do lỗi phần cứng hoặc lỗi phần mềm, kết quả là mất thông tin ở bộ nhớ chính  Thiết... tạo các bản sao CSDL theo định kỳ  Hệ quản trị CSDL bảo trì một tệp tin đặc biệt gọi là nhật lý (log) chứa thông tin về tất cả các cập nhật thực hiện trên CSDL, nhằm lưu giữ vết các thao tác  Đánh dấu điểm kiểm tra (checkpoint) để giới hạn việc duyệt và dãy xử lý phải thực hiện theo nhật ký nhằm khôi phục CSDL mỗi khi sự cố xảy ra  Một bộ quản lý khôi phục cho phép hệ thống khôi phục lại trạng thái... của CSDL sau khi xảy ra sự cố Một số kỹ thuật khôi phục  Khôi phục dựa vào file log của giao dịch  Ghi lại thông tin về quá trình xảy ra giao dịch trong một file log tính từ trạng thái đúng đắn của dữ liệu cuối cùng  Kỹ thuật khôi phục theo kiểu cập nhật trì hoãn  Các cập nhật chưa được ghi ngay vào CSDL cho đến tận khi một giao dịch đạt được điểm chuyển giao của nó  Nếu một giao dịch bị thất bại... trước khi nó được thực hiện trên CSDL  Quy tắc này được gọi là giao thức nhật - ký - ghi - trước  Kỹ thuật khôi phục sử dụng trang ghi vết  Đối với mỗi giao dịch, trong khoảng thời gian tồn tại của nó, hệ thống duy trì hai bảng trang (page table): Bảng hiện hành, bảng vết  Khi giao dịch bắt đầu thực hiện, hai bảng này giống nhau, sau đó bảng vết không thay đổi và được dùng để khôi phục CSDL khi có sự ... với mục liệu CSDL để biểu diễn trạng thái mục liệu mối liên quan đến thao tác thực  Thông thường mục liệu có khóa Chúng ta ký hiệu khóa gán với mục liệu X LOCK(X) Tại thời điểm, mục liệu X có... dung CSDL, đưa NSD hay chương trình ứng dụng  Một giao dịch là:  Toàn chương trình  Một phần chương trình  Câu lệnh đơn lẻ  Một số thao tác CSDL  Có thể xem thực chương trình ứng dụng dãy... nhật mục liệu  Có khóa ghi (Write lock): vừa phép đọc vừa phép cập nhật mục liệu  Không có khóa Phương pháp khóa  Một giao dịch cần truy cập vào mục liệu trước hết phải khóa mục liệu lại Giao