WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Vorlesung #11 Transaktionsverwaltung „Fahrplan“ WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Anforderungen an die Transaktionsverwaltung Behebung von Fehlersituationen (Recovery) Synchronisation Operationen auf der Transaktionsebe BOT (begin of transaction) COMMIT ABORT (auch ROLLBACK) Eigenschaften von Transaktionen (ACID Paradigma) Atomicity, Consistency, Isolation, Durability Transaktionsverwaltung in SQL Zustandsübergänge einer Transaktion Ausblick Vorlesung #12 © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Einführung WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Konzept der Transaktion – einer der größten Beiträge der Datenbankforschung für andere Informatikbereiche Transaktion - Bündelung von mehreren Operationen, die in einem Mehrbenutzersystem ohne unerwünschte Einflüsse auf oder durch andere Transaktionen als eine Einheit fehlerfrei ausgeführt werden © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Transaktionsbegriff WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Transaktion ist eine „Arbeitseinheit“ Alle Teiloperationen einer Transaktion werden als eine Einheit, voneinander ungetrennt und ununterbrechbar ausgeführt Deshalb spricht man von der atomaren Ausführung Transaktion ist eine Folge von Datenverarbeitungsbefehlen (Lesen, Verändern, Einfügen und Löschen), die atomar ausgeführt wird Eine Transaktion überführt die Datenbank von einem transaktionskonsistenten Zustand in den anderen (nicht notwendigerweise unterschiedlichen) transaktionskonsistenten Zustand © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Beispiel: Bankanwendung WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Es werden 50 € von Konto A nach Konto B transferiert 1. Lese Kontostand A in die Variable a: read(A,a); 2. Reduziere den Kontostand um 50 €: a:=a-50; 3. Schreibe den neuen Zustand in die Datenbasis: write(A,a); 4. Lese den Kontostand von B in die Variable b: read(B,b); 5. Erhöhe den Kontostand um 50 €: b:=b+50; 6. Schreibe den neuen Kontostand in die Datenbasis: write(B,b); © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Beispiel: Bankanwendung (2) WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Wenn die Operationsfolge abgebrochen wäre, könnten inkonsistente Zustände entstehen. Beispiele: wenn das System nach dem Schritt 3 abstürzt, ist der Kontostand A um 50 € vermindert, ohne dass Konto B um 50 € jemals erhöht wurde wenn Konto B einem anderen Inhaber gehört und das Abheben von 50 € zur Überschreitung des Dispositionskredit beim Konto A führt, müsste der gesamte Transfer rückgängig gemacht werden © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Beispiel: Bankanwendung (3) WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 In einer SQL-Datenbank sieht es eigentlich so aus: -- Transferiere 50 € von Konto A nach B UPDATE Konto SET Stand = Stand - 50 WHERE ID = 'A'; muss --> Unterbrechung auf atomar ausgeführt --> Kosten des Inhabers werden UPDATE Konto SET Stand = Stand + 50 WHERE ID = 'B'; © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Anforderungen Synchronisation WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 sehr viele gleichzeitig nebenläufig ablaufende Transaktionen müssen abgearbeitet werden Konsistenzverletzungen durch unkontrollierte Nebenläufigkeiten müssen ausgeschlossen bleiben Recovery Abgeschlossene Transaktionen müssen auch nach jedem denkbaren Fehler in ihrer Wirkung erhalten bleiben und nicht erfolgreich abgeschlossene Transaktionen müssen vollständig zurückgesetzt werden © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Operationen auf der Transaktionsebene WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Aus der DBMS-Sicht gibt es nur zwei Operationen read() und write() Zusätzlich Transaktionsoperationen: Begin of Transaction (BOT) – oft implizit, durch die erste Operation angegeben Commit – Beendigung der Transaktionen. Alle Änderungen an der Datenbasis werden dauerhaft in die Datenbasis festgeschrieben. Abort bzw. Rollback – Selbstabbruch der Transaktion. DBMS muss sicherstellen, dass die Datenbank wieder in den Zustand vor Transaktionsbeginn zurückgesetzt wird. © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Operationen auf der Transaktionsebene (2) WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 ... zusätzlich gibt es bei weiterentwickelten DBMS-Systemen für lange Transaktionen zwei weitere Befehle define savepoint – Definition eines Sicherungspunktes, auf den sich eine noch aktive Transaktion zurücksetzen lassen kann. DBMS „merkt“ sich alle Änderungen bis zum Savepoint, darf sie aber nicht commiten wegen möglichen Abort backup transaction – Rücksetzen der Transaktion auf den letzten Savepoint © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Abschluss einer Transaktion WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 erfolgreich - COMMIT erfolglos - ABORT (explizit) oder irgendein Fehler (impliziter ABORT) BOT BOT BOT op1 op1 op1 ... ... ... opn opn opn COMMIT; ABORT; ~~ Fehler ~~ © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 Wichtig! WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Eine Transaktion führt die Datenbank aus einem konsistenten Zustand in das andere konsistente Zustand Es wird entweder alles erfolgreich festgeschrieben oder alles zurückgesetzt. In DBMS-Jargon: „alles wird commited oder alles wird zurückgerollt komme was wolle“) Während der Abarbeitung einer Transaktion darf es vorübergehend einzelne Teiloperationen geben, die die Konsistenz verletzen. Die Transaktion darf als eine Einheit nicht die Konsistenz verletzen. Was zählt ist die Transaktion als Ganzes, nicht einzelne Teiloperationen. © Bojan Milijaš, 07/14.12.2012 WS 2012/13 Datenbanksysteme Mi 15:15 – 16:45 R 2.007 Vorlesung #11 Ende