Уровни блокировки

В базе данных блокировка может быть реализована на различных уровнях. Самой грубой формой блокировки является блокировка всей базы данных. Этот вид блокировки легко реализовать, но при этом в каждый момент времени можно будет выполнять только одну транзакцию. Если транзакция затрачивает некоторое время “на размышления” (например, время обсуждения заказа с клиентом), то доступ всех остальных пользователей к базе данных будет при этом заблокирован, что приводит к слишком низкой производительности.

Другой формой блокировки является блокировка на уровне таблиц. В этом случае СУБД блокирует только те таблицы, к которым обращается транзакция. Остальные транзакции в это время могут обращаться к другим таблицам. Этот вид блокировки предпочтительнее, чем блокировка базы данных, поскольку он позволяет проводить параллельную обработку транзакций. Но в таких приложениях, как программы для ввода заказов, в которых несколько пользователей одновременно обращаются к одним и тем же таблицам, данный вид блокировки также приводит к слишком низкой производительности.

Во многих СУБД реализована блокировка на уровне страниц. В этом случае СУБД блокирует отдельные блоки данных на диске (“страницы”), когда транзакция обращается к ним. Остальным транзакциям запрещается доступ к заблокированным страницам, но они могут обращаться к другим страницам данных (и блокировать их для себя). Обычно используются страницы размером 2, 4 и 16 Кб. Поскольку большая таблица состоит из множества страниц, две транзакции, обращающиеся к двум различным строкам таблицы, как правило, обращаются к различным страницам; в результате обе транзакции выполняются параллельно.

За последние несколько лет в большинстве ведущих СУБД была реализована блокировка на уровне строк. Она допускает параллельное выполнение транзакций, которые обращаются к двум различным строкам таблицы, даже если эти строки содержатся на одной странице. Хотя такая возможность кажется несущественной, в случае таблиц, содержащих небольшое число строк, она может играть важную роль.

Блокировка на уровне строк обеспечивает параллельное выполнение большого количества транзакций. К сожалению, осуществить блокировку строк различной длины гораздо сложнее, чем блокировку страниц фиксированного размера, поэтому повышение параллелизма работы обеспечивается за счет усложнения логики блокирования и роста накладных расходов. Тем не менее, поставщики СУБД, которые делают упор на оперативную обработку транзакций, все более широко применяют такой режим блокировки. Часто имеется возможность выбора типа блокировки: на уровне страниц или на уровне строк.

В настоящее время проблема блокировки является предметом большого числа исследований. Сложность механизмов блокировки, используемых в коммерческих СУБД, намного превышает сложность основных схем блокировки, описанных выше. В следующем параграфе рассматривается наиболее простой из этих механизмов, основанный на применении жесткой и нежесткой блокировок.