Транзакции и блокировки объектов баз данных. Схемы блокировок в базах данных

Блокирование и разблокирование

Если Вы предпочитаете использовать какие-то другие утилиты для создания резервных копий базы данных или просто делать обычную копию базы данных как резервную, то в игру вступает режим блокировки/разблокировки программы nbackup . «Блокировка » в данном случае означает, что основной файл базы данных временно замораживается, а не невозможность внесения изменений в базу данных. Как и в режиме резервирования, изменения фиксируются во временном файле дельты; при разблокировании файл дельты объединяется с основным файлом базы данных.

В качестве напоминания: nbackup.exe находится в подпапке bin папки, куда установлена СУБД Firebird. Типичными местонахождениями, например, являются C:\Program Files\Firebird\Firebird_2_0\bin (Windows) или /opt/firebird/bin (Linux). У утилиты нет графического интерфейса; Вы запускаете ее из командной строки (или из пакетного файла, или из другого приложения).

Блокировка базы данных и самостоятельное резервное копирование

Типичным сценарием является следующий:

    Блокировать базу данных с помощью параметра -L (Lock):

    nbackup [-U <пользователь> -P <пароль> ] -L <база_данных>
  1. Теперь можно создать резервную копию, сжать файл базы данных (и много еще чего можно делать с содержимым файла базы данных), используя Ваши любимые программы. Простое копирование файла также допустимо.

    Разблокировать базу данных с помощью параметра -N (uNlock):

    nbackup [-U <пользователь> -P <пароль> ] -N <база_данных>

Последняя команда также приведет к объединению файла дельты, куда записывались все изменения (мета)данных за время блокировки, с основным файлом базы данных.

Созанная резервная копия будет содержать данные, которые являлись актуальными на момент начала блокировки; эти данные не зависят от длительности блокировки, а также от периода времени, прошедшего с начала блокировки до момента начала резервного копирования.

Внимание

Что применимо к резервированию/восстановлению, также применимо и к блокированию/разблокированию: не используйте блокирование/разблокирование на многофайловых базах данных. Пока ситуация не изменится, не подпускайте nbackup к многофайловым базам данных!

Восстановление из резервной копии, сделанной после выполнения "nbackup -L"

Копия блокированной базы данных является так же блокированной, поэтому Вы не сможете просто использовать копию как рабочую базу данных. В случае, если Ваша исходная база данных повреждена или утеряна, и нужно восстановить базу данных из копии, сделанной Вами самостоятельно, действуйте следующим образом:

  1. Разархивируйте/скопируйте/восстановите файл базы данных с помощью используемых Вами утилит.

    Теперь разблокируйте базу данных, но не с параметром -N , а с параметром -F (Fixup):

    nbackup -F <база_данных>

Почему существует два параметра командной строки, -N и -F ?

  • При использовании параметра -N сначала определяется наличие любых изменений с момента блокирования базы данных (после использования параметра -L ) и производится объединение временного файла дельты и основного файла базы данных. После этого база данных переводится в нормальный режим чтения/записи, а временный файл удаляется.

    При использовании параметра -F только изменяется в «нормальное » значение флага состояния самостоятельно восстановленной базы данных.

Итак, Вы используете:

    параметр -N после создания резервной копии своими силами (для возвращения флага состояния после ранее выполненного блокирования файла с параметром -L );

    параметр -F после самостоятельного восстановления из такой резервной копии.

Замечание

Не очень хорошо получилось, что последний параметр -F назван по слову Fixup (поправить): его предназначение не исправлять что-либо, а только разблокировать базу данных. Параметр -N (uNlock, разблокировать), с другой стороны, не только разблокирует базу данных, но и вносит в нее некоторые правки (внедряет сделанные изменения в базу данных). Однако, нам придется работать с тем, что есть.

для него метод экземпляра destroy. Семантическое различие трудноуловимо, но становится понятным, когда задаются обратные вызовы before_destroy или возникают зависимые ассоциации, то есть дочерние объекты, которых нужно автоматически удалить вместе с родителем.

Блокировка базы данных

Термином блокировка обозначается техника, позволяющая предотвратить обновление одних и тех же записей несколькими одновременно работающими пользователями. При загрузке строк таблицы в модель ActiveRecord по умолчанию вообще не применяет блокировку. Если в некотором приложении Rails в любой момент времени обновлять данные может только один пользователь, то беспокоиться о блокировках не нужно.

Если же есть шанс, что чтение и обновление данных могут одновременно выполнять несколько пользователей, то вы обязаны озаботиться

конкурентностью . Спросите себя, какиеколлизии илигонки (race conditions) могут иметь место, если два пользователя попытаются обновить модель в один и тот же момент?

К учету конкурентности в приложениях, работающих с базой данных, есть несколько подходов. В ActiveRecord встроена поддержка двух из них: оптимистической ипессимистической блокировки. Есть и дру-

гие варианты, например блокирование таблиц целиком. У каждого подхода много сильных и слабых сторон, поэтому для максимально надежной работы приложения имеет смысл их комбинировать.

Оптимистическая блокировка

Оптимистическая стратегия блокировки заключается в обнаружении и разрешении конфликтов по мере их возникновения. Обычно ее рекомендуют применять в тех случаях, когда коллизии случаются нечасто. При оптимистической блокировке записи базы данных вообще не блокируются, так что название только сбивает с толку.

Оптимистическая блокировка – довольно распространенная стратегия, поскольку многие приложения проектируются так, что любой пользователь изменяет лишь данные, которые концептуально принадлежат только ему. Поэтому конкуренция за обновление одной и той же записи маловероятна. Идея оптимистической блокировки в том, что, коль скоро коллизии редки, то обрабатывать их нужно лишь в случае реального возникновения.

Если вы контролируете схему базы данных, то реализовать оптимистическую блокировку совсем просто. Достаточно добавить в таблицу целочисленную колонку с именем lock_version и значением по умолчанию 0:

Блокировка базы данных

AddLockVersionToTimesheets < ActiveRecord::Migration

add_column:timesheets, :lock_version, :integer, :default => 0

remove_column:timesheets, :lock_version end

Само наличие такой колонки изменяет поведение ActiveRecord. Если некоторая запись загружена в два экземпляра модели и сохранена с разными значениями атрибутов, то успешно завершится обновление первого экземпляра, а при обновлении второго будет возбуждено ис-

ключение ActiveRecord::StaleObjectError.

Для иллюстрации оптимистической блокировки напишем простой автономный тест:

class TimesheetTest < Test::Unit::TestCase

fixtures:timesheets, :users

def test_optimistic_locking_behavior first_instance = Timesheet.find(1) second_instance = Timesheet.find(1)

first_instance.approver = users(:approver) second_instance.approver = users(:approver2)

assert first_instance.save, "Успешно сохранен первый экземпляр"

assert_raises ActiveRecord::StaleObjectError do second_instance.save

Тест проходит, потому что при вызове save для второго экземпляра мы ожидаем исключения ActiveRecord::StaleObjectError. Отметим,

что метод save (без восклицательного знака) возвращает false и не возбуждает исключений, если сохранение не выполнено из-за ошибки контроля данных . Другие проблемы, например блокировка записи, могут приводить к исключению. Если вы хотите, чтобы колонка, содержащая номер версии, называлась неlock_version , а как-то иначе, измените эту настройку с помощью метода set_locking_column. Чтобы это изменение действовало глобально, добавьте в файлenvironment.rb такую строку:

ActiveRecord::Base.set_locking_column "alternate_lock_version"

Как и другие настройки ActiveRecord, эту можно задать на уровне модели, если включить в класс модели такое объявление:

class Timesheet < ActiveRecord::Base set_locking_column "alternate_lock_version"

Обработка исключения StaleObjectError

Добавив оптимистическую блокировку, вы, конечно, не захотите остановиться на этом, поскольку иначе пользователь, оказавшийся проигравшей стороной в разрешении коллизии, просто увидит на экране сообщение об ошибке. Надо постараться обработать исключение StaleObjectError с наименьшими потерями.

Если обновляемые данные очень важны, вы, возможно, захотите по­ тратить время на то, чтобы смастерить дружелюбную к пользователю систему, каким-то образом сохраняющую изменения, которые тот пытался внести. Если же данные легко ввести заново, то как минимум сообщите пользователю, что обновление не состоялось. Ниже приведен код контроллера, в котором реализован такой подход:

def update begin

@timesheet = Timesheet.find(params[:id]) @timesheet.update_attributes(params[:timesheet])

# куда-нибудь переадресовать rescue ActiveRecord::StaleObjectError

flash[:error] = "Табель был модифицирован, пока вы его редактировали." redirect_to:action => "edit", :id => @timesheet

У оптимистической блокировки есть ряд преимуществ. Для нее не нужны специальные механизмы СУБД, и реализуется она сравнительно просто. Как видно из примера, для обработки исключения Stale­ ObjectError потребовалось очень немного кода.

Недостатки связаны, главным образом, с тем, что операции обновления занимают чуть больше времени, так как необходимо проверить версию блокировки. Кроме того, пользователи могут быть недовольны, так как узнают об ошибке только после отправки данных, терять которые было бы крайне нежелательно.

Пессимистическая блокировка

Для пессимистической блокировки требуется специальная поддержка со стороны СУБД (впрочем, в наиболее распространенных СУБД она есть). На время операции обновления блокируются некоторые строки в таблицах. Это не дает другим пользователям читать записи, которые будут обновлены, и тем самым предотвращает потенциальную возможность работы с устаревшими данными.

При работе с Базами Данных в многопользовательском режиме возникают ситуации, когда необходимо ограничить число обращающихся пользователей к данным. Это делается для того, чтобы предотвратить одновременное обновление одной и той же записи, при глобальном обновленим данных или при техническом обслуживания самой Базы Данных.

Процессор Баз Данных обеспечивает три уровня блокировок:

* Блокировка Базы Данных. На этом уровне блокировки к Базе Данных может обращаться только один пользователь. Такой уровень блокировки применяется для глобального изменения или обновления данных или при техническом обслуживании Базы Данных- сжатии;
* Блокировка Таблицы. На этом уровне блокировки к таблице может обращаться только один пользователь. Такой уровень блокировки применяется в тех случаях, когда необходимо обработать сразу несколько записей таблицы.
* Блокировка страницы. На этом уровне к заблокированной странице может обращаться только один пользователь. Это самый нижний уровень блокировки.

Блокировка Базы Данных

Блокиривка на уровне Базы Данных осуществляется присвоением свойству exclusive, при открытии БД, значения true. При использовании вами элемента управления data, в его свойствах установите exclusive = true . Если же вы используете объект dao, то при присвоении значения объекту db установите в true значение второго параметра метода opendatabase:

set db = dbengine.opendatabase(“c:biblio.mdb”, true)

Когда База Данных заблокирована таким образом, тодругие пользователи не смогут ее открыть. При попытке обращения к заблокированной Базе Данных вы получите сообщение:

“couldn’t use ‘c:biblio.mdb’; file already in use.” “Невозможно использовать ‘c:biblio.mdb’; файл уже используется”

Одновременно с этим генерируется перехватываемая ошибка – 3045, используя которую вы можете завершить программу, которая обращается к заблокированной Базе Данных, т.к. после возникновения ошибки программа продолжает выполняться, хотя База Данных так и не была открыта.
При использовании элемента управления data в обработчик события error вставляется следующий код:

private sub data1_error(dataerr as integer, response as integer) if err = 3045 then msgbox "Доступ к Базе Данных закрыт. Повторите запрос через несколько минут." & ,vbcritical, "data_error" end end if end sub

При использовании объекта dao в той процедуре, где будет стоять код открытия Базы Данных, вставляется обработчик ошибок:

on error goto errhandler "Здесь вставляется код открытия БД и если возникает ошибка – 3045, то она "перехватывается и обрабатывается errhandler: if err = 3045 then msgbox "Доступ к Базе Данных закрыт. Повторите запрос черезнесколько минут." & _ ,vbcritical, "data_error" end end if

Блокировка Таблицы

Блокировка на уровне таблицы применяется при глобальных изменениях в отдельно взятой таблице. После того как вы проведете ваши изменения и закроете эту таблицу, толкко тогда к ней получат доступ другие пользователи. . При использовании вами элемента управления data, в его свойствах установите exclusive = false, для того, чтобы пользователи имели доступ к Базе Данных, а свойствu option присвойте значение 3. Это приведет к томы, что выбранная вами таблица (к примеру authors) будет открыта с параметрами denywrite(1) и denyread(2), что запрещает другим пользователям открывать эту таблицу во время действия вашей программы. При попытке обращения к заблокированной таблице вы получите сообщение:
“couldn’t lock table ‘authors’;currently in use by user ‘admin’ on machine ‘user-0000011660’ “
“Невозможно зблокировать таблицу ‘authors’ , т.к. она используется администратором машины ‘user-0000011660’ “

Одновременно с этим генерируется перехватываемая ошибка – 3265, используя которую вы можете завершить программу, которая обращается к заблокированной таблице, т.к. после возникновения ошибки программа продолжает выполняться, хотя таблица так и не была открыта. При использовании элемента управления data в обработчик события error вставляется следующий код, но предварительно дополняя предыдущий:

private sub data1_error(dataerr as integer, response as integer) select case err case 3045 msgbox "Доступ к Базе Данных закрыт. Повторите запрос черезнесколько минут." & _ ,vbcritical, "data_error" end case 3265 msgbox "Доступ к таблице закрыт. Повторите запрос через несколько минут." & ,vbcritical, "data_error" end end select end sub

Если же вы используете объект dao, то при присвоении значения объекту db установите в false значение второго параметра метода opendatabase:
set db = dbengine.opendatabase(“c:biblio.mdb”, false)
а, при присвоении значении объекту recordset:
set rs = db.openrecordset(“authors”, dbopentable, dbdenyread + dbdenywrite)

Для перехвата возникающей ошибки опять ставте код:

on error goto errhandler "Здесь вставляется код открытия таблицы и если возникает ошибка – 3265, то она "перехватывается и обрабатывается errhandler: if err = 3265 then msgbox "Доступ к таблице закрыт. Повторите запрос черезнесколько минут." & _ ,vbcritical, "data_error" end end if

Здесь указан только обработчик ошибки открытия блокированной таблицы, т.к. Базу Данных вы можете открыть в другой процедуре, в отличае от элемента data.
Внимание! Если вы откроете приложении access в то время, когда у вас стоит блокировка таблицы (во время работы вашей программы), то данная таблица открывается без извещения вас диалоговым окном о том, что таблица заблокирована. Но, при всем желании вы не сможете сделать запись или произвести редактирование какой либо записи.

Блокировка страницы

Самым нижнем уровнем блокировки является уровень таблицы. Процессор microsoft jet автоматически устанавливает блокировку страницы и не может контролироваться вашей программой. Страница данных может содержатьнесколько записей, размер его равен 26 кб. Блокировка страницы означает блокировкувсех записей, находящейся на этой странице. Если длина записи – 512 байтов, то будет заблокированно 4 записи, а если 50 байтов то 40 записей. Точное число записей нельзя заранее ни определить ни задать, т.к. таблица может содержать удаленные записи (которые удаляются только во время уплотнения). Но, не смотря на это объект recordset имеет свойство lockedits, которое позволяетуправлять страничной блокировкой из программы.
Блокировка на уровне таблицы имеетдва режима – пессимистический (lockedits ю true) и оптимистический (lockedits = false). По умолчанию устанавливается пессимистическая блокировка.
Пессимистическая блокировка блокирует страницу при вызове методов edit и addnew, и остается заблокированной до тех пор пока не будетвыполнен метод update или cancelupdate. В течении всего времени ни одна программа не имеет доступа к забликированной странице.
Преимущества. Обеспечивается максимально возможныйуровень целостности данных.
Недостатки. Страница может быть заблокирована в течении продолжительного времени.
Оптимистическая блокировка блокирует страницу только при вызове метода update. Это означает, что пользователь вызывает методы edit и addnew, производит действия с дсанными, и только в момент сохранения обновления процессор microsoft jet пытается заблокировать страницу. Если все проходит успешно, то запись попадает в таблицу, но если обнаружится, что эта запись уже была отредактированна, то обновление отменяется и пользователь получаетсообщение о том, что данные были уже кем-то изменены.
Преимущества. Страница блокируется на минимально возвожное время, тен самым уменьшаетсячисло сообщений о блокировках.
Недостатки. Может привести к ошибкам блокировки при одновременном редактировании записи двумя пользователями, когда они будут проводить обновление.
Програмно это осуществляется следующим образом:

* для элемента data — data1.recordset.lockedits = true (или false);
* для объекта dao – rs.lockedits = true (или false);

При работе с пессиместической и оптимистической блокировкой используется вызов idle. Этот метод приостанавливает выполнение программы на visual basic на время обнавления динамических и статических наборов, которые были открыты этой программой. Вызов этого метода гарантирует, что в вашу программу попадут самые последние изменения в наборе данных.
Програмно это осуществляется следующим образом.

При работе с объектными данными (справочники, документы, планы счетов и т.д.) система «1С:Предприятие» обеспечивает два вида объектных блокировок: пессимистическую и оптимистическую. Они позволяют выполнять целостные изменения объектов при одновременной работе нескольких пользователей.

Объектная пессимистическая блокировка

Пессимистическая объектная блокировка предназначена для запрета изменений данных объекта, пока блокировка не будет снята. Система (с помощью соответствующих расширений формы объекта) автоматически устанавливает пессимистическую блокировку, в момент, когда пользователь пытается произвести изменение данных объекта. Если после этого другой пользователь, например, попытается выполнить редактирование того же объекта, ему будет выдано сообщение о том, что не удалось заблокировать объект. Когда форма будет закрыта пользователем, данная блокировка будет снята.

Рассмотрим пример.
Войдем в учебную информационную базу под пользователем «Васильев В.В.», откроем форму документа «Поступление товаров 00000000001 от 01.06.2016» и внесем изменения в поле комментарий (рис. 1.3).

Не сохраняя документ войдем в информационную базу под пользователем «Иванов И.И.», откроем тот же документ и попробуем внести изменения в любом реквизите документа. Система не даст нам внести изменения и выдаст сообщение об ошибке (рис. 1.4).

Отсюда следует, что пессимистическая блокировка гарантирует, что пользователь, начав изменять данные объекта, сможет записать эти изменения в информационную базу.

Разработчик используя средства встроенного языка может задействовать пессимистическую блокировку. Используя метод «Заблокировать()» происходит установка пессимистической объектной блокировки, а для снятия используется метод «Разблокировать()».


Давайте рассмотрим другой пример. Под пользователем «Васильев В.В.» в разделе «Нормативно-справочная информация» откроем элемент справочника «Склады» с наименованием «Склад №1» и внесем изменения в наименование (рис. 1.5).


Не сохраняя переключимся в окно информационной базы, который был запущен под пользователем «Иванов В.В.», в разделе «Нормативно-справочная информация» откроем обработку «Удаление объекта». Выберем в качестве удаляемого объекта выберем элемент справочника «Склады» с наименованием «Склад №1» и нажмем «Удалить объект» (рис. 1.6).

В результате система позволит удалить данный элемент справочника и система не выдаст сообщение об ошибке. Дело в том, что операция блокирования не препятствует операции изменения или удаления объекта в базе данных.

Для того, чтобы обеспечить невозможность изменения или удаления заблокированного объект необходимо произвести проверку на блокировку объекта.

Есть два способа проверки:

  1. Метод «Заблокирован()» используется для проверки блокировки объекта базы данных текущим сеансом. Данный метод не предоставляет возможность проверки заблокирован ли объект вообще.
  2. Для проверки заблокирован объект базы данных вообще используется метод «Заблокировать()». Попытка блокировки заблокированного объекта вызывает исключение, которое может быть обработано конструкцией «Попытка…..Исключение…..КонецПопытки».

Пессимистическая блокировка в управляемых формах

При работе с управляемыми формами методы «Заблокировать()», «Разблокировать()» и «Заблокирован()» могут не подойти из-за специфики работы управляемого приложения.

Дело в том, что данные методы используются для объектов базы данных. Объект базы данных существует только на сервере. Получается разработчику придется выполнить серверный вызов, получить объект базы данных путем преобразования основного реквизита формы с помощью метода формы «РеквизитФормыВЗначение». Далее вызывается один из методов объекта «Заблокировать()», «Разблокировать()» или «Заблокирован()». Но данный способ блокировки будет бесполезен, если задача стоит, чтобы объект был заблокирован пока открыта форма, так как полученный объект будет жить до конца серверного вызова.

Для работы с блокировками из управляемой формы необходимо использовать методы: «ЗаблокироватьДанныеФормыДляРедактирования()» и «РазблокироватьДанныеФормыДляРедактирования()». Данные методы используются для блокировки или разблокировки данных основного реквизита формы.

Рассмотрим пример. В разделе «Нормативно-справочная информация» откроем любой элемент справочника «Номенклатура» под пользователем «Васильев В.В.», внесем изменения в наименование и не сохраняя под пользователем «Иванов И.И.» отроем тот же элемент справочника. При попытки внесения изменений система выдаст сообщение об ошибке.


Далее в форме элемента справочника под пользователем «Васильев В.В.» нажмем на кнопку «Разблокировать» (рис. 1.7) и попробуем снова внести изменения в данный элемент справочника под пользователем «Иванов И.И.». В данном случае система даст внести изменения и записать элемент справочника.


Для отключения пессимистической блокировки в управляемых формах в свойстве основного реквизита надо снять флаг «Сохраняемые данные». Данный флаг определяет будет ли при интерактивном редактировании блокироваться данные основного реквизита, или нет рис(1.8).

Объектная оптимистическая блокировка

Оптимистическая блокировка представляет собой проверку, которая выполняется перед записью объекта в базу данных. У объекта есть свойство «ВерсияДанных», которая вместе с объектом считывается из базы данных. Оптимистическая блокировка производит перед записью производит сравнение значения свойства «ВерсияДанных» объекта, который находится в оперативной памяти с значением свойства «ВерсияДанных» объекта находящийся в базе данных. Если значения свойства «ВерсияДанных» у объектов отличается, то оптимистическая блокировка запрещает запись объекта в базу данных и выдает сообщение об ошибке.

Рассмотрим пример.

В разделе «Нормативно-справочная информация» откроем любой элемент справочника «Номенклатура» под пользователем «Васильев В.В.», далее не закрывая форму элемента под пользователем «Иванов И.И.» в разделе «Нормативно-справочная информация» откроем обработку «Изменить объект».

В обработке выберем ту же номенклатуру и нажмем кнопку «Изменить объект». Данная команда добавит в конце наименования «!!!» (рис. 1.9).

После изменения попробуем записать открытый элемент справочника номенклатуры под пользователем «Васильев В.В.». Система выдаст предупреждение о том, что данные объекты были изменены или удалены и не даст записать данный объект (рис. 1.10).

Для отключения оптимистической блокировки необходимо перед записью объекта находящийся в оперативной памяти сравнить версию с версией объекта базы данных. Если версии данных отличаются, то получаем объект из базы данных и переносим изменения в него, далее записываем.