InterSystems IRIS वैश्विक लेनदेन

InterSystems IRIS DBMS जिज्ञासु डेटा भंडारण संरचनाओं का समर्थन करता है - ग्लोबल्स। वास्तव में, ये लेन-देन के रूप में विभिन्न अतिरिक्त उपहारों के साथ बहु-स्तरीय कुंजियां हैं, डेटा पेड़ों, तालों और अपनी स्वयं की ऑब्जेक्टस्क्रिप्ट भाषा को ट्रैवर्स करने के लिए त्वरित कार्य।

लेखों की श्रृंखला में ग्लोबल्स के बारे में अधिक जानकारी "ग्लोबल्स - डेटा स्टोरेज के लिए तलवार-राजमिस्त्री":

पेड़। भाग 1
पेड़। भाग २
विरल सरण। भाग ३

यह मेरे लिए दिलचस्प हो गया कि लेन-देन को वैश्विक स्तर पर कैसे लागू किया जाता है, इसमें क्या विशेषताएं हैं। आखिरकार, यह सामान्य तालिकाओं की तुलना में डेटा संग्रहीत करने के लिए एक पूरी तरह से अलग संरचना है। बहुत निचले स्तर।

जैसा कि आप संबंधपरक डेटाबेस सिद्धांत से जानते हैं, एक अच्छा लेनदेन कार्यान्वयन को ACID आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए:

ए - परमाणु (परमाणु)। लेन-देन में किए गए सभी परिवर्तन या कोई भी दर्ज नहीं किया गया है।

सी - संगति। लेन-देन पूरा होने के बाद, डेटाबेस की तार्किक स्थिति आंतरिक रूप से सुसंगत होनी चाहिए। कई मायनों में, यह आवश्यकता प्रोग्रामर पर लागू होती है, लेकिन SQL डेटाबेस के मामले में, यह विदेशी कुंजियों पर भी लागू होता है।

मैं - अलग (अलगाव)। समानांतर लेनदेन एक दूसरे को प्रभावित नहीं करना चाहिए।

डी - टिकाऊ। लेन-देन सफलतापूर्वक पूरा होने के बाद, निचले स्तरों पर समस्याएं (उदाहरण के लिए बिजली की विफलता), लेनदेन द्वारा बदले गए डेटा को प्रभावित नहीं करना चाहिए।

ग्लोबल्स गैर-संबंधपरक डेटा संरचनाएं हैं। वे बहुत ही सीमित हार्डवेयर पर अल्ट्राफास्ट काम के लिए बनाए गए थे। आइए समझते हैं कि आधिकारिक आईआरआईएस डॉकटर छवि का उपयोग करके वैश्विक लेनदेन कैसे लागू किया जाता है।

आईआरआईएस में लेनदेन का समर्थन करने के लिए, निम्न आदेशों का उपयोग किया जाता है: TSTART , TCOMMIT , TROLLBACK ।

1. आत्मीयता

परमाणुता की जांच करने का सबसे आसान तरीका। डेटाबेस कंसोल से जाँच।

Kill ^a TSTART Set ^a(1) = 1 Set ^a(2) = 2 Set ^a(3) = 3 TCOMMIT 

फिर हम निष्कर्ष निकालते हैं:

 Write ^a(1), “ ”, ^a(2), “ ”, ^a(3) 

हमें मिलता है:

 1 2 3 

सब ठीक है। अणुव्रत मनाया गया: सभी परिवर्तन दर्ज किए गए हैं।

हम कार्य को जटिल करते हैं, एक त्रुटि पेश करते हैं और देखते हैं कि लेनदेन कैसे बचाया जाता है, आंशिक रूप से या बिल्कुल नहीं।

आइए एक बार फिर से परमाणु की जाँच करें:

 Kill ^A TSTART Set ^a(1) = 1 Set ^a(2) = 2 Set ^a(3) = 3 

फिर कंटेनर को जबरन बंद करें, शुरू करें और देखें।

 docker kill my-iris 

यह कमांड जबरन बिजली बंद करने के बराबर है, क्योंकि यह SIGKILL प्रक्रिया को तुरंत रोकने का संकेत भेजता है।

शायद लेन-देन आंशिक रूप से बच गया था?

 WRITE ^a(1), ^a(2), ^a(3) ^ <UNDEFINED> ^a(1) 

- नहीं, संरक्षित नहीं है।

रोलबैक कमांड का परीक्षण करें:

 Kill ^A TSTART Set ^a(1) = 1 Set ^a(2) = 2 Set ^a(3) = 3 TROLLBACK WRITE ^a(1), ^a(2), ^a(3) ^ <UNDEFINED> ^a(1) 

कुछ भी संरक्षित नहीं था।

2. संगति

चूंकि ग्लोबल्स पर डेटाबेस में, चाबियां ग्लोबल्स पर भी बनाई जाती हैं (मुझे याद है कि एक वैश्विक संबंधपरक तालिका की तुलना में डेटा को स्टोर करने के लिए एक निचले स्तर की संरचना है), स्थिरता की आवश्यकता को पूरा करने के लिए, आपको वैश्विक परिवर्तन के रूप में एक ही लेन-देन में महत्वपूर्ण बदलाव को शामिल करना होगा।

उदाहरण के लिए, हमारे पास एक वैश्विक ^ व्यक्ति है जिसमें हम व्यक्तित्व संग्रहीत करते हैं और हम एक कुंजी के रूप में टिन का उपयोग करते हैं।

 ^person(1234567, 'firstname') = 'Sergey' ^person(1234567, 'lastname') = 'Kamenev' ^person(1234567, 'phone') = '+74995555555 ... 

अंतिम नाम और प्रथम नाम से त्वरित खोज करने के लिए, हमने कुंजी ^ इंडेक्स बनाया।

 ^index('Kamenev', 'Sergey', 1234567) = 1 

आधार की सहमति के लिए, हमें इस तरह से व्यक्तित्व जोड़ना होगा:

 TSTART ^person(1234567, 'firstname') = 'Sergey' ^person(1234567, 'lastname') = 'Kamenev' ^person(1234567, 'phone') = '+74995555555 ^index('Kamenev', 'Sergey', 1234567) = 1 TCOMMIT 

तदनुसार, हटाते समय, हमें लेनदेन का उपयोग करना चाहिए:

 TSTART Kill ^person(1234567) ZKill ^index('Kamenev', 'Sergey', 1234567) TCOMMIT 

दूसरे शब्दों में, स्थिरता की आवश्यकता की पूर्ति पूरी तरह से प्रोग्रामर के साथ रहती है। लेकिन जब ग्लोबल्स की बात आती है, तो यह निम्न स्तर की प्रकृति के कारण सामान्य है।

3. अलगाव

यह वह जगह है जहाँ विडाल शुरू होते हैं। कई उपयोगकर्ता एक साथ एक ही डेटाबेस पर काम करते हैं, एक ही डेटा को संशोधित करते हैं।

स्थिति उस स्थिति से तुलना करने योग्य होती है जब कई उपयोगकर्ता एक साथ एक ही रिपॉजिटरी के साथ कोड के साथ काम करते हैं और एक ही बार में कई फाइलों में बदलाव करने की कोशिश करते हैं।

डेटाबेस को वास्तविक समय में इसका समाधान करना चाहिए। यह देखते हुए कि गंभीर कंपनियों में यहां तक ​​कि एक विशेष व्यक्ति भी है जो संस्करण नियंत्रण (शाखाओं के विलय, विवादों को सुलझाने, आदि) के लिए जिम्मेदार है, और डेटाबेस को वास्तविक समय में, कार्य की जटिलता और डेटाबेस के सही डिजाइन के लिए यह सब करना चाहिए। कोड है कि यह कार्य करता है।

यदि वे समान डेटा पर काम करते हैं, तो संघर्ष को रोकने के लिए डेटाबेस उपयोगकर्ताओं द्वारा किए गए कार्यों के अर्थ को नहीं समझ सकता है। यह केवल एक लेनदेन को दूसरे के विपरीत रद्द कर सकता है या उन्हें क्रमिक रूप से निष्पादित कर सकता है।

एक अन्य समस्या यह है कि लेन-देन के निष्पादन के दौरान (कमिट से पहले) डेटाबेस की स्थिति असंगत हो सकती है, इसलिए यह वांछनीय है कि अन्य लेन-देन डेटाबेस की असंगत स्थिति तक नहीं पहुंचते हैं, जो कई तरीकों से रिलेशनल डेटाबेस में प्राप्त होता है: स्नैपशॉट, मल्टीविर्सन रो और आदि

लेनदेन के समानांतर निष्पादन में, हमारे लिए यह महत्वपूर्ण है कि वे एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें। यह अलगाव की संपत्ति है।

SQL 4 अलगाव स्तरों को परिभाषित करता है:

• पढ़े लिखे
• पढ़ें गए
• दोहराए जाने वाले विवरण
• serializable

आइए प्रत्येक स्तर पर अलग से विचार करें। प्रत्येक स्तर को लागू करने की लागत लगभग तेजी से बढ़ रही है।

READ UNCOMMITTED अलगाव का निम्नतम स्तर है, लेकिन सबसे तेज़ है। लेन-देन एक दूसरे द्वारा किए गए परिवर्तनों को पढ़ सकते हैं।

READ COMMITTED अलगाव का अगला स्तर है, जो एक समझौता है। लेनदेन एक प्रतिबद्ध होने से पहले एक-दूसरे द्वारा किए गए परिवर्तनों को नहीं पढ़ सकते हैं, लेकिन एक प्रतिबद्ध के बाद किए गए किसी भी बदलाव को पढ़ सकते हैं।

यदि हमारे पास एक लंबा लेनदेन T1 है, जिसके दौरान लेनदेन T2, T3 में किए गए थे ... Tn जो T1 के समान डेटा के साथ काम करता है, तो जब हम T1 में डेटा का अनुरोध करते हैं, तो हमें हर बार अलग-अलग परिणाम मिलेंगे। इस घटना को गैर-दोहराने योग्य रीडिंग कहा जाता है।

दोहराए जाने वाले READ - इस अलगाव स्तर में, हमारे पास गैर-दोहराने योग्य पढ़ने की घटना नहीं है, इस तथ्य के कारण कि डेटा पढ़ने के प्रत्येक अनुरोध के लिए, परिणाम डेटा का एक स्नैपशॉट बनाया जाता है और उसी लेनदेन में पुन: उपयोग किए जाने पर, स्नैपशॉट से डेटा का उपयोग किया जाता है। हालांकि, इस अलगाव स्तर पर, प्रेत डेटा पढ़ा जा सकता है। यह नई लाइनों को पढ़ने के लिए संदर्भित है जो समवर्ती प्रतिबद्ध लेनदेन द्वारा जोड़े गए थे।

अनुक्रमिक अलगाव का उच्चतम स्तर है। यह इस तथ्य की विशेषता है कि लेनदेन में किसी भी तरह से उपयोग किया जाने वाला डेटा (पढ़ना या बदलना) पहले लेनदेन के पूरा होने के बाद ही अन्य लेनदेन के लिए उपलब्ध हो जाता है।

सबसे पहले, आइए जानें कि मुख्य थ्रेड से लेनदेन में परिचालन का अलगाव है या नहीं। 2 टर्मिनल विंडो खोलें।

कोई अलगाव नहीं है। एक थ्रेड यह देखता है कि लेन-देन को खोलने वाला दूसरा क्या करता है।

आइए देखें कि क्या अलग-अलग प्रवाह के लेनदेन देखते हैं कि उनके अंदर क्या हो रहा है।

हम 2 टर्मिनल विंडो खोलते हैं और समानांतर में 2 लेनदेन खोलते हैं।

समवर्ती लेनदेन एक-दूसरे के डेटा को देखते हैं। तो, हमें सबसे सरल, लेकिन सबसे तेज़ अलगाव स्तर READ UNCOMMITED भी मिला।

सिद्धांत रूप में, यह ग्लोबल्स के लिए उम्मीद की जा सकती है, जिनके लिए गति हमेशा सर्वोपरि रही है।

लेकिन क्या होगा अगर हमें वैश्विक परिचालन में उच्च स्तर के अलगाव की आवश्यकता है?

यहां आपको यह सोचने की आवश्यकता है कि इन्सुलेशन स्तर की आवश्यकता क्यों है और वे कैसे काम करते हैं।

SERIALIZE का उच्चतम अलगाव स्तर का अर्थ है कि समवर्ती निष्पादित लेनदेन का परिणाम उनके अनुक्रमिक निष्पादन के बराबर है, जो टकराव की अनुपस्थिति की गारंटी देता है।

हम ऑब्जेक्टस्क्रिप्ट में सक्षम ताले की मदद से ऐसा कर सकते हैं, जिसमें आवेदन के विभिन्न तरीके हैं: आप लॉक कमांड के साथ नियमित, वृद्धिशील, कई ताले कर सकते हैं।

लोअर आइसोलेशन स्तर डेटाबेस की गति को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए ट्रेड-ऑफ़ हैं।

आइए देखें कि हम तालों का उपयोग करके अलग-अलग स्तर कैसे प्राप्त कर सकते हैं।

यह ऑपरेटर आपको न केवल डेटा को बदलने के लिए आवश्यक अनन्य ताले लेने की अनुमति देता है, बल्कि तथाकथित साझा भी, जो एक ही बार में कई थ्रेड ले सकते हैं, जब उन्हें डेटा पढ़ने की आवश्यकता होती है जिसे पढ़ने के दौरान अन्य प्रक्रियाओं द्वारा नहीं बदला जाना चाहिए।

रूसी और अंग्रेजी में दो-चरण लॉकिंग विधि के बारे में अधिक जानकारी:

→ दो चरण लॉक
→ दो-चरण लॉकिंग

कठिनाई यह है कि लेनदेन के दौरान डेटाबेस की स्थिति असंगत हो सकती है, हालांकि, यह असंगत डेटा अन्य प्रक्रियाओं के लिए दिखाई देता है। इससे कैसे बचा जाए?

ताले का उपयोग करते हुए, हम दृश्यता की ऐसी खिड़कियां बनाएंगे जिसमें डेटाबेस की स्थिति पर सहमति होगी। और सहमत राज्य की दृश्यता की ऐसी खिड़कियों पर सभी कॉल को ताले द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।

एक ही डेटा के साझा किए गए ताले पुन: प्रयोज्य हैं - कई प्रक्रियाएं उन्हें ले जा सकती हैं। ये ताले अन्य प्रक्रियाओं को डेटा बदलने से रोकते हैं, अर्थात उनका उपयोग डेटाबेस की समन्वित स्थिति की खिड़कियां बनाने के लिए किया जाता है।

विशिष्ट ताले का उपयोग डेटा को संशोधित करने के लिए किया जाता है - केवल एक प्रक्रिया इस तरह के लॉक को ले सकती है। विशेष ब्लॉकिंग ले सकते हैं:

1. डेटा मुक्त होने पर कोई भी प्रक्रिया
2. केवल वह प्रक्रिया जिसमें इस डेटा पर एक साझा लॉक है और पहले वाले ने अनन्य लॉक का अनुरोध किया था।

दृश्यता खिड़की जितनी संकीर्ण होगी, प्रतीक्षा करने में अन्य प्रक्रियाओं के लिए उतना ही अधिक समय लगेगा, लेकिन इसमें डेटाबेस की स्थिति अधिक सुसंगत हो सकती है।

READ_COMMITED - इस स्तर का सार यह है कि हम केवल अन्य धाराओं के डेटा को देखते हैं जो लॉक हैं। यदि किसी अन्य लेनदेन में डेटा अभी तक शुरू नहीं हुआ है, तो हम उनका पुराना संस्करण देखते हैं।

यह हमें लॉक जारी होने की प्रतीक्षा करने के बजाय काम को समानांतर करने की अनुमति देता है।

विशेष चाल के बिना, हम आईआरआईएस में डेटा के पुराने संस्करण को नहीं देख पाएंगे, इसलिए हमें ताले के साथ करना होगा।

तदनुसार, हमें केवल स्थिरता के क्षणों में डेटा पढ़ने की अनुमति देने के लिए साझा किए गए ताले का उपयोग करना होगा।

मान लीजिए हमारे पास एक उपयोगकर्ता आधार ^ व्यक्ति है जो एक-दूसरे को धन हस्तांतरित करते हैं।

व्यक्ति 123 से व्यक्ति 242 में स्थानांतरण का क्षण:

 LOCK +^person(123), +^person(242) Set ^person(123, amount) = ^person(123, amount) - amount Set ^person(242, amount) = ^person(242, amount) + amount LOCK -^person(123), -^person(242) 

बहस करने से पहले व्यक्ति 123 से राशि का अनुरोध करने का क्षण एक विशेष लॉक (डिफ़ॉल्ट रूप से) के साथ होना चाहिए:

 LOCK +^person(123) Write ^person(123) 

और अगर आपको अपने खाते में खाता स्थिति दिखाने की आवश्यकता है, तो आप साझा लॉक का उपयोग कर सकते हैं या इसका उपयोग नहीं कर सकते हैं:

 LOCK +^person(123)#”S” Write ^person(123) 

हालांकि, अगर हम मानते हैं कि डेटाबेस ऑपरेशन लगभग तुरंत किया जाता है (मुझे याद है कि ग्लोबल्स एक रिलेशनल टेबल की तुलना में काफी निचले स्तर की संरचना हैं), तो इस स्तर की आवश्यकता कम हो जाती है।

दोहराई गई प्रतिक्रिया - इस अलगाव स्तर में, यह माना जाता है कि डेटा के कई रीड्स हो सकते हैं जिन्हें समवर्ती लेनदेन द्वारा संशोधित किया जा सकता है।

तदनुसार, हमें उस डेटा को पढ़ने पर एक साझा लॉक लगाना होगा जिसे हम बदल रहे हैं और उस डेटा पर अनन्य लॉक जिसे हम बदल रहे हैं।

सौभाग्य से, LOCK ऑपरेटर एक ऑपरेटर को सभी आवश्यक तालों को विस्तार से सूचीबद्ध करने की अनुमति देता है, जो बहुत सारे हो सकते हैं।

 LOCK +^person(123, amount)#”S”  ^person(123, amount) 

अन्य ऑपरेशन (इस समय, समानांतर सूत्र ^ व्यक्ति (123, राशि) को बदलने की कोशिश करते हैं, लेकिन नहीं कर सकते)

 LOCK +^person(123, amount)  ^person(123, amount) LOCK -^person(123, amount)  ^person(123, amount) LOCK -^person(123, amount)#”S” 

जब अल्पविराम द्वारा अलग किए गए ताले को सूचीबद्ध करते हैं, तो उन्हें क्रमिक रूप से लिया जाता है, और यदि आप ऐसा करते हैं:

 LOCK +(^person(123),^person(242)) 

फिर उन्हें एक ही बार में परमाणु रूप में लिया जाता है।

क्रमिक रूप से - हमें ताले सेट करने होंगे ताकि अंततः उन सभी लेन-देन में जो सामान्य डेटा हैं, क्रमिक रूप से निष्पादित हो। इस दृष्टिकोण के लिए, अधिकांश तालों को अनन्य होना चाहिए और प्रदर्शन के लिए वैश्विक के सबसे छोटे क्षेत्रों में ले जाना चाहिए।

यदि हम वैश्विक ^ व्यक्ति में राइट-ऑफ के बारे में बात करते हैं, तो उसके लिए केवल SERIALIZE अलगाव स्तर स्वीकार्य है, क्योंकि पैसे को सख्ती से क्रमिक रूप से खर्च किया जाना चाहिए, अन्यथा कई बार एक ही राशि खर्च करना संभव है।

4. स्थायित्व

मैंने कंटेनर के माध्यम से हार्ड कटिंग के साथ परीक्षण किए

 docker kill my-iris 

आधार ने उन्हें अच्छी तरह से सहन किया। किसी भी समस्या की पहचान नहीं की गई थी।

निष्कर्ष

ग्लोबल्स के लिए, InterSystems IRIS के पास लेनदेन का समर्थन है। वे वास्तव में परमाणु, विश्वसनीय हैं। ग्लोबल्स पर डेटाबेस की निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए, प्रोग्रामर के प्रयासों और लेनदेन का उपयोग आवश्यक है, क्योंकि विदेशी कुंजियों जैसे जटिल निर्माण नहीं हैं।

ताले के उपयोग के बिना ग्लोबल्स का अलगाव स्तर READ UNCOMMITED है, और ताले का उपयोग करते समय, इसे SERIALIZE स्तर तक सुनिश्चित किया जा सकता है।

ग्लोबल्स पर लेनदेन की शुद्धता और गति प्रोग्रामर के कौशल पर निर्भर करती है: पढ़ते समय अधिक व्यापक रूप से साझा किए गए ताले, उच्चतर अलगाव स्तर, और अधिक अनन्य ताले लिए जाते हैं, जितनी अधिक गति।