Napplókezelő és tranzakciókezelő

A tranzakciók helyes működésért a tranzakciókezelő felel (duh)

A tranzakciókezelő ehy sor feladatot lát el

• Jelzéseket ad át a naplókezelőnek olyan formában, hogy arról naplóbejegyzés készülhessen
• Biztosítja, hogy a párhuzamosan végrehajtott tranzakciók ne havarhassák egymás működését
  • Ütemezés

Tranzakciókezelő

• A tranzakció tevékenységeiről üzenetet küld a naplókezelőek
• Üzen a pufferkezelőnek
  • A puffer tartalmát szabad-e, vagy kell-e lemezre másolni
• Üzen a lekérdezésfeldolgozónak
  • A tranzakció melyik lekérdezését, vagy DML-műveletét kell végrehajtani

Naplókezelő

• Naplót karban tartja
• Együttműködik a pufferkezelővel
  • A naplózandó információ elsődlegesen a memóriapufferben jelenik meg
  • Időnként a pufferek tartalmát pedig a lemezre kell írni
• A napló a lemezen területet foglal el

Hiba

• Hiba esetén a helyreállítás-kezelő a naplót használva helyreállítja az adatokat
  • A lemez elérése itt a pufferkezelőn kereszül megy

Azt mindig feltesszük, hogy a háttértár nem sérül, csak amemória és a puffer egy része sérül

Ugye ha a hardver felrobban, azt nem oldjuk meg szoftverből

Védelem belső sérülésre

1. Felkészülés a hibára - Naplózás
2. Helyreállítás - Konzisztens állapot visszaállítása a naplóval

A naplózás és helyreállítás összhangban vannak, bár több naplózási protokoll is létezik

Adategység

Feltesszük, hogy az adatbázis adategységekből, elemekből áll.

• Adatbáziselem - database element
  • Fizikai adatbázis egyfajta funkcionális egysége
  • Értékét tranzakciókkal lehet írni, olvasni

Adatbáziselem lehet:

• Reláció
  • OO megfelelő: osztálykiterjesztés
• Relációsor
  • OO megfelelője: objektum
• Lemezblokk
• Lap

Lap a legjobb választás naplózásram mert a puffer ilyenkor egyszerű elemekből áll

Ha az elem egy része illékony, akkor hiba esetén rábazilikáztunk

Vizsgált meghibásodási modell

A tranzakció és DB kölcsönhatásának 3 fő helyszíne:

• Lemez
  • Adatbázis elemeit tartalmazó lemezblokkok területe
• Memória
  • A pufferkezelő által használt virtuális vagy valós memória területe
  • A tranzakció memóriaterülete

I/O

Olvasás

• Ahhoz, hogy a tranzakció egy Xadatbázselemet beolvashasson, azt előbb a memóriapuffer(ek)be (P) kell behozni, ha még nincs ott
• Ezután tudja a tranzakció a saját memóriaterületére(t) olvasni a puffer(ek) tartalmát

Írás

• Kiírás pedig fordított sorrendben megy
• A tranzakció a pufferbe mozgat át, ahonnan a lemzre kerül az adat
• Egy Tranzakcsió sosem nyúlhat a lemezhez közvetlenül
  • Or else ea will come and find you 🫵

Alapműveletek

• READ és WRITE a tranzakció művelete a puffer felé
• INPUT és OUTPUT a puffer művelete a lemez felé
  • Egyes esetekben OUTPUT-ot a naplózási rendszer is végez

INPUT(X)

X adatbáziselemet tartalmazó lemezblokkot fogjuk, beolvassuk és a pufferbe tesszük

READ(X,t)

• X adatbáziselemt bemásolása t lokális változójába
• Ha még nincs a pufferben, végezzük el az INPUT műveletet

WRITE(X,t)

• A t lokális változó értékére állítuk az X pufferbeli értékét
• Igen, ha még nincs a pufferben, akkor végezzük el az INPUT műveletet, majd írjuk bele t értékét

OUTPUT(X)

• Kimásoljuk X pufferbeli értékét a lemezre

Egy adatbáziselem mérete

Felvetés: az adatbáziselemek elférnek egy-egy lemezblokkban és így egy-egy pufferben is

A feltevészünk így az, hogy az adatbáziselemek pontosan a blokkok

• Valójában ha egy adatbáziselem nagyobb egy blokknál, akkor minden blokkméretű elemét egy-egy adatbáziselemként értelmezzük
• A naplózási mechanizmus atomos
  • Vagy lemezre kerül X minden blokkja, vagy nem ír ki semmit

Péda - befejezetlen tranzakció

Konzisztencia feltételünk a példára: \(A=B\)

\(T_1\):

• \(A \leftarrow A\times 2\)
• \(B \leftarrow B\times 2\)

Ez pontosabban 8 lépést jelent:

Példa végrehajtás:

READ(A,t);
t:= t*2;
WRITE(A,t);
READ(B,t);
t:= t*2;
WRITE(B,t);
OUTPUT(A);
signal: Segmentation fault 💥

Ha itt megállnánk, DB inkonzisztens lenne

Atomosság miatt

• Nem maradhat így, vagy minden utasítást teljesítünk(amit most nem tudunk), vagy nem változtatunk az adatokon (amit meg már megtettünk)
• Megoldás: Naplózás
• A napló naplóbejegyzések (log records) sorozata, ami mindegyike a tranzakció tetteit írja le
• Rendszerhiba történt, de tudjuk hogy a naplóval visszaálhatunk egy konzisztens állapotra
• A naplót (az achívummentéssel együtt) használhatjuk akkor is, ha egy, a naplót nem tároló lemezen történt

Naplóbejegyzés

• A tranzakció legfontosabb történéseit írja le
  • Tᵢ tranzakció kezdődik (Tᵢ, START)
  • Tᵢ A-t írja (Tᵢ, A, <régi érték>, <új érték>)
    • Protokolltól függően elég lehet csak az az új, vagy csak a régi érték
  • Tᵢ rendben befejeződött (Tᵢ, COMMIT)
  • Tᵢ a normálisnál előbb befejeződött (Tᵢ, ABORT)

• A napló időrendben tartalmazza a történéseket
• Jellemzően a háttértáron tartjuk, amiről feltesszük, hogy nem sérült meg
  • Mert ha mégis, mit csinálsz 💀
• Nem mindegy, mikor írjuk át a naplóbejegyzéseket a pufferből a lemezre
  • Hogy COMMIT esetén a változtatások a lemezen is megtörténjen

Naplózási típusok

• Egyes tranzakciók hatását vissza kívánjuk vonni
  • Kérjük a DB isteneket, hogy álljunk vissza a tranzakciót megelőző állapotra
  • Semmiségi-UNDO
• Katasztrófák hatásának javítását követően a tranzakciók hatását meg kell ismételni
  • A bennük foglalt írásokat meg kell ismételni
  • Helyreállító-REDO