© Marcelo Bezerra de AlcântaraBanco de Dados II - Transação - 1 Disciplina Banco de Dados II Gerenciamento de transações Msc, Marcelo Bezerra de Alcântara

© Marcelo Bezerra de Alcântara Banco de Dados II - Transação - 1

Disciplina Disciplina Banco de Dados IIBanco de Dados II

Gerenciamento de Gerenciamento de transaçõestransações

Msc, Marcelo Bezerra de Alcântara

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ObjetivosObjetivos

1. Compreender a necessidade do uso das transações;

2. Entender o que é transação;

3. Conhecer as características de uma transação.


BibliografiaBibliografia

1. ELMASRI, Ramez; NAVATHE, Shamkant B, Sistemas de banco de dados. 4. ed. Pearson Brasil, 2005.

1. Capítulo 19

2. KORTH, Henry F.; SILBERSCHATZ, Abraham Sistemas de banco de dados. 3. ed, São Paulo: Makron Books, 1999.

1. Capítulo 13


SumárioSumário

1. Relembrando Conceitos

2. Por que transação?

3. Definição de transação

4. Propriedades da transação

5. Estados da transação

6. Fechamento


Relembrando ConceitosRelembrando Conceitos

• Banco de Dados– Coleção de dados relacionados. Ex: Planilha,

Fichário, SGBD, etc.

• Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD)– Coleção dos programas que permitem os

usuários criar e manipular um banco de dados;

• Sistema de Banco do Dados– União do SGBD + Base de dados


Sistema de Banco de Dados


Meta-dados Banco de dados

SGBD

Software de acesso ao

dados

Software de processament

o das consultas

Aplicativo



• Características de SGBD

Natureza auto-descritiva(Meta-dados)

Abstração dos dados

Suporte a múltiplas visões

Compartilhamentodos

dados

Processamento de

TransaçõesMulti-usuário


SumárioSumário






6. Fechamento


Por que existe a transação?Por que existe a transação?

write(B)

B = B - A

write(B)

B = B + 50

read(B)

write(A)

read(B)

write(A)

A = A+A*0.1

read(A)

A = A – 50

read(A)

P2P1

P1 interfere em P2

P2 interfere em P1

Problema da perda

da atualizaçã

o



write(B)

B = B / A

read(B)

write(A)

A = A+A*0.1

read(A)

write(A)

A = A – 50

read(A)

P2P1

P1 falha Desfazer operações

P2 atualiza valor inválido

Problema da atualização temporária



print(S)

S = S + B

read(B)

write(A)

A = A+A*0.1

read(A)

S = S + A

S = 0

read(A)

P2P1

P1 valor inconsistente

P2 atualiza valor de A

Problema da totalização dos valores


SumárioSumário






6. Fechamento


TransaçãoTransação

• Unidade lógica de processamento em um SGBD• Composta de uma ou mais operações

– seus limites podem ser determinados em SQL

• De forma abstrata e simplificada, uma transação pode ser encarada como um conjunto de operações de leitura e escrita de dados

read(x)x = x – iread(y)y = y * xwrite(x)write(y)

Tx lê o dado X do BD e oarmazena na variável X

grava no dado Y do BD ovalor da variável Y


SumárioSumário






6. Fechamento


Propriedades de uma TransaçãoPropriedades de uma Transação

• Requisitos que sempre devem ser atendidos por uma transação

• Chamadas de propriedades ACID– Atomicidade– Consistência– Isolamento– Durabilidade ou Persistência


AAtomicidadetomicidade

• Princípio do “Tudo ou Nada”– ou todas as operações da transação são

efetivadas com sucesso no BD ou nenhuma delas se efetiva

• preservar a integridade do BD

• Responsabilidade do subsistema de recuperação contra falhas (subsistema de recovery) do SGBD– desfazer as ações de transações parcialmente

executadas


AAtomicidadetomicidade

• Deve ser garantida, pois uma transação pode manter o BD em um estado inconsistente durante a sua execução

read(x)x.saldo = x.saldo – 100.00write(x)read(y)y.saldo = y.saldo + 100.00write(y)

Tx (transferência bancária)

. . .

200.00200

500.00100

saldonúmero

Contas

x

y falha!

execução


CConsistênciaonsistência

• Uma transação sempre conduz o BD de um estado consistente para outro estado também consistente

• Responsabilidade conjunta do– DBA

• definir todas as RIs para garantir estados e transições de estado válidos para os dados

– exemplos: salário > 0; salário novo > salário antigo

– subsistema de recovery• desfazer as ações da transação que violou a

integridade


IIsolamentosolamento

• No contexto de um conjunto de transações concorrentes, a execução de uma transação Tx deve funcionar como se Tx executasse de forma isolada– Tx não deve sofrer interferências de outras

transações executando concorrentemente

• Responsabilidade do subsistema de controle de concorrência (scheduler) do SGBD

• garantir escalonamentos sem interferências


IIsolamentosolamento

write(B)

B = B - A

read(B)

write(B)

B = B + 50

read(B)

write(A)

A = A+A*0.1

read(A)

write(A)

A = A – 50

read(A)

T2T1

write(B)

B = B - A

write(B)

B = B + 50

read(B)

write(A)

read(B)

write(A)

A = A+A*0.1

read(A)

A = A – 50

read(A)

T2T1

escalonamento válido escalonamento inválido

T1 interfere em T2

T2 interfere em T1


DDurabilidade ou Persistênciaurabilidade ou Persistência

• Deve-se garantir que as modificações realizadas por uma transação que concluiu com sucesso persistam no BD– nenhuma falha posterior ocorrida no BD deve

perder essas modificações

• Responsabilidade do subsistema de recovery– refazer transações que executaram com

sucesso em caso de falha no BD


SumárioSumário






6. Fechamento


Estados de uma TransaçãoEstados de uma Transação

• Uma transação é sempre monitorada pelo SGBD quanto ao seu estado– que operações já fez? concluiu suas

operações? deve abortar?

• Estados de uma transação– Ativa, Em processo de efetivação, Efetivada,

Em processo de aborto, Concluída– Respeita um Grafo de Transição de Estados


Transição de Estados de uma TransaçãoTransição de Estados de uma Transação

Ativa

Em Processo de Efetivação

Efetivada

Em Processo de Aborto

Concluída

iniciartransação

finalizartransação

transação deveser desfeita

conclusãoda transaçãocom sucesso

encerramentocom sucesso

conclusãoda transaçãosem sucesso

reads e writes

encerramentosem sucesso


Ativa


Efetivada


Concluída

iniciartransação






transação deveser desfeita• Estado inicial de toda

transação selecionada para execução• Enquanto ativa, uma transação executa uma ou mais operações read e write

reads e writes



encerramentosem sucessoAtiva


Efetivada


Concluída

iniciartransação






reads e writes

• Entra nesse estado após executar sua última operação(solicitação de COMMIT) • Neste momento, o SGBD precisa garantir que as suas atualizações sejam efetivadas com sucesso (não sofra falhas)

– aplicação de técnicas de recovery



Ativa


Efetivada


Concluída

iniciartransação






reads e writes

• Entra nesse estado após o SGBD confirmar que todas as modificações da transação estão garantidas no BD (COMMIT OK)

– exemplos: gravação em Log, descarga de todos os buffers

em disco





Ativa


Efetivada


Concluída

iniciartransação






reads e writes


• Entra nesse estado se não puderprosseguir a sua execução• pode passar para esse estado enquanto ativa (I) ou em processo de efetivação (II)

– exemplo (I): violação de RI– exemplo (II): pane no S.O.

suas ações já realizadas devem ser desfeitas (ROLLBACK)




Ativa


Efetivada


Concluída

iniciartransação






reads e writes• Estado final de uma transação• Indica uma transação que deixa o sistema

– as informações da transação mantidas em catálogo podem ser excluídas

operações feitas, dados manipulados, buffers utilizados, ...

– se a transação não concluiu com sucesso, ela pode ser reiniciada automaticamente


SumárioSumário






6. Fechamento


Gerência Básica de TransaçõesGerência Básica de Transações

T1 inicia

Ações da Aplicação ou Usuário Ações do SGBD

inicia ações paragarantir Atomicidade de T1T1 submete

operações DML executa operações DML,garantindo Isolamento de T1, e testa RIs imediatas, com possível rollback e msg erro, para garantir Consistência de T1

T1 termina

testa RIs postergadas, com possível rollback e msg erro, para garantir Consistência de T1

executa ações paragarantir Durabilidade de T1

confirma o término de T1

para a aplicação/usuário


FechamentoFechamento1. Uso da transação

• Facilita o desenvolvimento de aplicações: Garante a consistência dos dados; Se responsabiliza pelo controle de concorrência;

2. Um SGBD tradicional deve suportar as propriedades ACID;

3. Uma transação possui vários estados:– Ativa, Em processo de efetivação, Efetivada, Em

processo de aborto, Concluída4. A operação COMMIT deve ser utilizada para

solicitar a efetivação da transação5. A operação ROLLBACK deve ser utilizada para

solicitar o aborto da transação

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