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

Как видите, идея версионности гениально проста - дать каждой выполняющейся транзакции по своей собственной версии записей и пусть они наслаждаются одновременной работой с данными - читающие пользователи не мешают пишущему пользователю.

Но обратите внимание, что пишущий пользователь всегда может быть только один! Негоже давать изменять запись сразу двоим пользователям. Если попытаться редактировать одну и ту же запись одновременно в разных транзакциях, то, в зависимости от параметров транзакции, возникнет конфликт обновления записей - в той или иной форме. См. ниже раздел "Конфликты в транзакциях".

Итак, основной постулат многоверсионной архитектуры изложен. Конечно, в случае одновременной работы множества пользователей могут возникать сложные комбинации версий, и это может привести к странным на первый взгляд конфликтам.

Чтобы сформировать четкую и ясную картину того, как работает многоверсионность данных и транзакции в InterBase, придется углубиться в их реализацию на уровне базы данных InterBase.

Реализация многоверсионности. Страницы учета транзакций

Каждая транзакция в InterBase имеет свой уникальный идентификатор - transaction ID или TID (фактически это номер транзакции с момента создания базы данных или последнего restore). Каждая транзакция, запускаясь, получает свой номер, который последовательно увеличивается - т. е. более старые транзакции имеют меньшие номера, чем новые.

Для учета транзакций используются страницы учета транзакций (Transaction Inventory Page, TIP). Когда в InterBase начинается транзакция, то на странице учета транзакций появляется отметка о том, что транзакция с определенным идентификатором ТГО# находится в состоянии выполнения (т. е. она является активной - active).

Всего имеется 4 возможных состояния транзакции: активная (active), подтвержденная (Commited), отмененная (Rolled back) и лимбо (limbo). Статус активной имеют выполняющиеся в данный момент транзакции.

Подтвержденные транзакции - обычно те транзакции, что завершились командой Commit. Отмененные транзакции - это обычно те транзакции, которые завершились командой Rollback.

Транзакции Лимбо - это транзакции с неопределенным статусом, которые возникают при использовании механизма двухфазного подтверждения транзакций, который применяется при проведении транзакций сразу в нескольких базах данных.

Когда операция в контексте транзакции с идентификатором ТID# изменяет какие-либо записи, то для этого изменения создаются версии записей. И каждая версия помечается идентификатором ТID# - на физическом уровне это выглядит как номер транзакции в заголовке версии записи.

Если транзакция с номером ТID# подтверждается, т. е. переходит в состояние Commited (а процесс подтверждения часто называют commit), то на странице учета транзакций производится отметка об этом. При этом никаких действий над измененными записями не происходит!

Но как же следующие транзакции узнают о том, какая версия записи является актуальной - та ли, которая была изменена транзакцией ТID#, или исходная, помеченная другой транзакцией. Вот здесь заключается один фокус - читающая транзакция считывает все версии измененной записи, берет номера транзакций из заголовков записей и та запись считается актуальной, чей номер больше.

При чтении версий записей происходит дополнительная проверка и на подтвержденность транзакции, которая создала версию. Для этого в момент чтения версий не просто сравниваются номера транзакций, чтобы определить актуальную запись, но еще и проверяется на странице учета транзакций, а в каком состоянии находится транзакция с определенным TID.

Если транзакция, создавшая версию записи, откачена (т. е. находится в состоянии Rollbacked), то такая версия является мусором (garbage) и ее необходимо удалить.

Если же транзакция, создавшая версию записи, подтверждена (находится в состоянии Committed), то такую запись можно считать полноценной претенденткой на самую актуальную запись.

"Почему претенденткой?" - может спросить уважаемый читатель. А потому что может быть две и больше версий записей, которые созданы подтвержденными на текущий момент транзакциями. И поэтому читающая запись выберет среди этих версий записей в качестве актуальной ту версию, в которой ТID# больше.

Сборка мусора

Как видите, при использовании многоверсионной архитектуры постоянно накапливаются устаревшие версии, называемые "мусором". Эти версии не являются актуальными и подлежат удалению. Процесс удаления ненужных версий записей называется сборкой "мусора"..

Главное, что следует отметить в сборке "мусора" - это то, что она является кооперативной. Как вы поняли из предыдущего описания, транзакции, изменяющие данные, не "убирают за собой": когда происходит завершение, то на странице учета транзакций просто ставится отметка о том, что транзакция с определенным TID подтверждена (committed). При этом не происходит удаления старых версий записей.