Databasteknik II: Transaktioner och lås

Mål

• Att lära sig vad I:et i ACID betyder
• Att förstå hur lås fungerar, både binära lås och läs/skriv-lås
• Att förstå några olika algoritmer för pessimistisk transaktionshantering: tvåfaslåsning, strikt tvåfaslåsning, konservativ tvåfaslåsning

Bakgrund

Förberedelser

1. Läs lämpligt kursmaterial för att förstå de olika typerna av lås och de olika låsalgoritmerna.
2. Man behöver tillgång till en programmeringsomgivning, där man kan kompilera och köra programmet Locksim. Visual Studio 2013 på Windows eller GCC på Linux bör fungera utan problem.
3. Ladda ner källkoden till programmet Locksim och kompilera programmet.
4. Inmatningen till Locksim är en fil med ett "scenario". Ett scenario består av en databas och ett antal transaktioner som läser, skriver, låser och låser upp data i databasen. I beskrivningen av Locksim finns två exempel: dels (1) att Lotta och Kalle ger bort sina pengar till varann utan lås, och dels (2) att Lotta och Kalle ger bort sina pengar till varann med tvåfaslåsning med läs/skriv-lås. Kontrollera att du får samma resultat som står i beskrivningen. (Locksim slumpar ordningen som transaktionerna körs i, så enskilda körningar kan ge olika resultat.)

Uppgiften

• Förlorade uppdateringar ("lost updates"), så att en transaktion skriver över en ändring i databasen som en annan transaktion har gjort. (För att det ska vara ett problem krävs att minst en av transaktionerna läser i databasen, och sen baserar sina ändringar på de lästa värdena.)
• Läsning av smutsiga data ("dirty reads"), dvs att man läser data som en annan transaktion ändrat men ännu inte committat, och kan rulla tillbaka. (Eftersom Locksim inte har commit, får man simulera en rollback med att ändra ett dataobjekt och sen ändra tillbaka till ursprungsvärdet.)
• Oupprepbara läsningar ("nonrepeatable reads"), dvs att man läser data som en annan transaktion sen ändrar och committar, medan man jobbar med dem. (Eftersom Locksim inte har commit, får man simulera en commit med att ändra ett dataobjekt och helt enkelt inte ändra tillbaka till ursprungsvärdet.)
• Inkonsistenta resultat, till exempel felaktiga summor. (Det är en konsekvens av läsningsproblemen ovan.)
• Spökposter. (Man får simulera spökposter med att ha ett dataobjekt med värdet 0, som betyder att det inte finns i databasen, och sen ge det värdet 1, som betyder att det skapats i databasen.)

• Deadlock

1. Gör först scenarier, utan lås, som demonstrerar vart och ett av isoleringsproblemen.
2. Komplettera nu de scenarierna med lås, så att problemen förhindras.
3. Visa i minst ett fall att det inte räcker att transaktionen låser data precis när den jobbar med det, utan man måste använda tvåfaslåsning.
4. Visa i minst ett fall att man kan få deadlock. Försök minska risken för deadlock.

Redovisning

Arbeta ensam eller i grupper om två studenter. I undantagsfall kan man arbeta i grupper om tre, men fråga läraren först.

Det är tillåtet att samarbeta i större grupper än så, men varje grupp om 1-3 studenter måste fortfarande redovisa separat, och det måste också tydligt framgå (i rapporten eller på annat sätt) vilka som deltog i samarbetet.