Атомарность (системы баз данных) - Atomicity (database systems)

Для использования в других целях см. Атомарность (значения).

В системы баз данных, атомарность (/ˌæтəˈмɪsəтя/; от Древнегреческий: ἄτομος, романизированный: átomos, горит  'неделимый') является одним из КИСЛОТА (Атомарность, Последовательность, Изоляция, Долговечность ) сделка свойства. An атомарная транзакция является неделимый и несводимый серия операций с базой данных, такая что либо все произойти, или ничего происходит.[1] Гарантия атомарности предотвращает частичное обновление базы данных, что может вызвать более серьезные проблемы, чем полный отказ от всей серии. Как следствие, другой клиент базы данных не может наблюдать за выполнением транзакции. В какой-то момент это еще не произошло, а в следующий уже произошло полностью (или ничего не произошло, если транзакция была отменена в процессе).

Примером атомарной транзакции является денежный перевод с банковского счета A на счет B. Он состоит из двух операций: снятия денег со счета A и сохранения их на счет B. Выполнение этих операций в атомарной транзакции гарантирует, что база данных останется в а согласованное состояние, то есть деньги не теряются и не создаются, если одна из этих двух операций терпит неудачу.[2]

Ортогональность

Атомарность не ведет себя полностью ортогонально что касается другого КИСЛОТА свойства сделок. Например, изоляция полагается на атомарность для отката изменений в случае сбоев изоляции, таких как тупик; последовательность также полагается на откат в случае нарушения согласованности из-за незаконной транзакции. Наконец, сама атомарность опирается на долговечность для обеспечения атомарности транзакций даже перед лицом внешних сбоев.

В результате невозможность обнаружения ошибок и отката включающей транзакции может привести к сбою изоляции и согласованности.

Реализация

Обычно системы реализуют атомарность, предоставляя некоторый механизм, указывающий, какие транзакции были запущены, а какие завершены; или сохраняя копию данных до того, как произойдут какие-либо изменения (читать-копировать-обновлять ). Некоторые файловые системы разработали методы, позволяющие избежать необходимости хранить несколько копий данных с помощью журналирования (см. файловая система журналирования ). Базы данных обычно реализуют это с помощью некоторой формы регистрации / ведения журнала для отслеживания изменений. Система синхронизирует журналы (часто метаданные ) по мере необходимости после успешного внесения изменений. Впоследствии восстановление после сбоя игнорирует неполные записи. Хотя реализации различаются в зависимости от таких факторов, как проблемы параллелизма, принцип атомарности, то есть полный успех или полный отказ, остается.

В конечном итоге любая реализация на уровне приложения полагается на Операционная система функциональность. На уровне файловой системы POSIX -соответствующие системы обеспечивают системные вызовы такие как открытый (2) и стадо (2) которые позволяют приложениям атомарно открывать или блокировать файл. На уровне процесса Потоки POSIX обеспечить адекватные примитивы синхронизации.

Аппаратный уровень требует атомарные операции такие как Тест и установка, Получить и добавить, Сравнить и обменять, или Load-Link / Store-Conditional, вместе с барьеры памяти. Переносимые операционные системы не могут просто блокировать прерывания для реализации синхронизации, поскольку оборудование, в котором отсутствует параллельное выполнение, например Hyper Threading или мультиобработка сейчас крайне редко.[нужна цитата ]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "атомная операция". http://www.webopedia.com/: Webopedia. Получено 2011-03-23. Операция, во время которой процессор может одновременно считывать местоположение и записывать его в той же операции шины. Это предотвращает запись или чтение памяти любым другим процессором или устройством ввода-вывода до завершения операции.
  2. ^ Амстердам, Джонатан. "Атомарные файловые транзакции, часть 1". О'Рейли. Архивировано из оригинал на 2016-03-03. Получено 2016-02-28.