Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/FireBird/Yaffil

Следует четко понимать отличия двух понятий - изолированности, когда одна транзакция не видит изменения, совершаемые в контексте другой (причем это настраивается уровнями изоляции), и целостности, когда состояние всей базы (а не с точки зрения какой-то отдельной транзакции) после завершения транзакции всегда должно соответствовать всем ограничениям предметной области (правилам бизнес-логики). В течение выполнения транзакции в принципе возможны нарушения целостности.

В результате все остальные пользователи в базе данных видят документ только в целостном состоянии, соответствующем правилам бизнес-логики для данной задачи.

Таким образом, можно сформулировать наиболее общее определение механизма транзакций:

Транзакция - это механизм, позволяющий объединять различные действия в логические блоки и обеспечить возможность принимать решения об успешности действий всего блока операций в целом. Логические блоки операций осуществляют перевод базы данных из одного целостного состояния, соответствующего бизнес-правилам задачи, в другое целостное состояние. Механизм транзакций служит для обеспечения изоляции изменений, совершаемых операциями в контексте одной транзакции, от операций в других транзакциях.

Можно считать, что это определение достаточно точно отражает понятие транзакции. Это определение применимо для всех реляционных СУБД. Однако предметом рассмотрения данной книги является InterBase, поэтому в следующих разделах мы будем рассматривать конкретные особенности механизма транзакций именно в InterBase.

Механизм транзакций в InterBase

Надо сказать, что реализация транзакций в InterBase отличается от реализации транзакции в большинстве других СУБД. Это связано с особой архитектурой баз данных InterBase, именуемой Multi Generation Architecture (MGA) - многоверсионной архитектурой.

Чтобы разобраться в реализации транзакций в InterBase, придется совершить экскурс в многоверсионную архитектуру баз данных, а также затронуть аспекты низкоуровневой реализации ядра InterBase. Возможно, в процессе чтения этого раздела необходимо будет обратиться к главе "Структура базы данных InterBase".

Итак, приступим. Давайте сначала разберем сущность многоверсионной архитектуры.

Многоверсионная архитектура InterBase

InterBase - это первая в мире СУБД, в которой реализована многоверсионная архитектура. Именно многоверсионная архитектура позволяет организовать взаимодействие пользователей таким образом, что читающие пользователи не блокируют пишущих, а также дает возможность очень быстро восстанавливаться после сбоев в базе данных и отказаться от ведения протокола транзакций (transaction log), а также предоставляет массу других преимуществ.

Сущность многоверсионной архитектуры достаточно проста. Основная идея состоит в том, что все изменения, проводимые над конкретными записями (а к этому сводятся любые операции над информацией в базе данных), производятся не над самой записью, а над ее версией. Версия записи - это копия записи, которая создается при попытке ее изменить.

Можно также сказать, что для каждой записи возможно существование нескольких ее версий, при этом каждая транзакция видит только одну их этих версий.

Пусть у нас есть некоторое начальное состояние базы данных, в котором имеется таблица с одной записью. Для простоты предположим, что сначала нет подключенных к базе данных пользователей и соответственно нет никаких изменений в данных. Когда к базе данных подключится пользователь и запустит транзакцию, в рамках которой он начнет производить какие-нибудь изменения над этой записью, то специально для этого пользователя (точнее, для транзакции, в контексте которой производятся операции) запись, содержащаяся в таблице, будет скопирована - появится версия записи. Эта версия целиком принадлежит транзакции, и все операции в рамках этой транзакции будут производить изменения над версией записи, а не над исходным оригиналом.

Далее, транзакция может либо подтвердиться, либо отмениться. При подтверждении транзакции произойдет следующее: InterBase попытается пометить предыдущую (исходную) версию записи как удаленную и сделать текущую (измененную в рамках этой завершающейся транзакции) версию основной. Если только один пользователь менял запись, то именно так все и произойдет - измененная версия записи станет основной и именно ее увидят все остальные операции в транзакциях, которые запустятся позже подтверждения.

Предположим теперь, что после запуска описанной в примере транзакции (назовем ее № 1), но до подтверждения ее результатов запустится транзакция № 2, в которой пользователь желает прочитать изменяющуюся запись. Так как неподтвержденные в № 1 изменения нельзя увидеть (в том числе и в транзакции № 2) по крайней мере до подтверждения этой транзакции, то транзакция № 2 увидит предыдущую версию записи!