database locking strategy - ghdrako/doc_snipets GitHub Wiki

Optymistyczne blokowanie (Optimistic Locking)

• Mechanizm:
  • Przy odczycie danych zapisywana jest informacja o ich wersji (np. version number lub timestamp).
  • Przed zapisaniem danych sprawdzane jest, czy wersja danych w bazie nie uległa zmianie.
  • Jeśli wersja jest taka sama, dane są zapisywane; w przeciwnym razie operacja kończy się błędem, a aplikacja musi podjąć odpowiednie kroki.
• Zalety:
  • Brak potrzeby blokowania wierszy w bazie przez dłuższy czas.
  • Lepsza wydajność w środowiskach o niskim poziomie współbieżności.
• Wady:
  • Wysoki poziom współbieżności może prowadzić do wielu konfliktów, co wymaga częstego powtarzania operacji.

Pesymistyczne blokowanie (Pessimistic Locking)

• Mechanizm:

  • Przy odczycie danych wiersz jest blokowany do czasu zakończenia transakcji (SELECT ... FOR UPDATE w MySQL/PostgreSQL). Inne transakcje próbujące odczytać te same dane muszą czekać na zwolnienie blokady.

  START TRANSACTION;
  SELECT balance FROM account WHERE account_id = 7 FOR UPDATE;
  -- Race condition free update after processing the data
  UPDATE account SET balance = 540 WHERE account_id = 7;
  COMMIT;
  

• Zalety:

  • Gwarantuje, że dane nie zostaną zmodyfikowane przez inną transakcję w trakcie aktualizacji.
  • Unika konfliktów, które występują w przypadku optymistycznego blokowania.

• Wady:

  • Może powodować blokady i problemy z wydajnością w przypadku długotrwałych transakcji.
  • Potencjalne ryzyko deadlocków.

Atomiczne operacje na poziomie bazy (Atomic Updates)

• Mechanizm:
  • Wykorzystuje pojedyncze instrukcje SQL do aktualizacji danych w bazie (np. UPDATE z warunkiem WHERE opartym na bieżącym stanie danych). Przykład:

  UPDATE account
  SET balance = balance - 100
  WHERE account_id = 7 AND balance >= 100;
  

• Zalety:
  • Brak konieczności stosowania blokad na poziomie aplikacji.
  • Szybkość i wydajność w prostych scenariuszach.
• Wady:
  • Ograniczona elastyczność w bardziej złożonych przypadkach.
  • Trudności z walidacją danych przed aktualizacją.

Mechanizmy blokad zewnętrznych (External Locking Mechanisms)

• Mechanizm:
  • Wykorzystanie systemów zewnętrznych, takich jak Redis, DynamoDB, czy systemy plików, do zarządzania blokadami.
  • Przykład: Użycie kluczy Redis z czasem życia (TTL) do zabezpieczania zasobów.
• Zalety:
  • Elastyczność w środowiskach rozproszonych.
  • Niezależność od bazy danych.
• Wady:
  • Złożoność implementacji i możliwość wystąpienia problemów, takich jak niespójność stanu blokad.
  • Potencjalne problemy z wydajnością i spójnością w środowiskach rozproszonych.

Transakcje z izolacją na poziomie SERIALIZABLE

• Mechanizm:
  • Wykorzystanie wysokiego poziomu izolacji transakcji, który symuluje wykonywanie operacji sekwencyjnie, nawet jeśli są one wykonywane równolegle.
  • Zapewnia, że żadna transakcja nie wpłynie na wynik innej transakcji.
• Zalety:
  • Brak konieczności ręcznego zarządzania blokadami.
  • Najwyższy poziom spójności danych.
• Wady:
  • Znaczny spadek wydajności w przypadku dużej liczby równoczesnych transakcji.