Distribuirane i objektne baze podataka vežbe, školska 2009/10

1

Distribuirane i objektne baze podatakavežbe, školska 2009/10

Univerzitet u Beogradu, Matematički fakultet

Biljana Stojanović

2

Povezivanje sa više baza Dvofazni COMMIT

čas 05

novembar 2009, Matematički fakultet, Biljana Stojanović

3

Naredba CONNECT


Za uspostavljanje konekcije između procesa aplikacije i baze koriste se dva tipa naredbe CONNECT: CONNECT (tip 1) – povezivanje sa jednom bazom u

okviru jedne transakcije (Remote Unit Of Work - RUOW)

CONNECT (tip 2) – povezivanje sa više baza u okviru jedne transakcije (Application-Directed Distributed Unit Of Work - DUOW)

Ugrađeni SQL podržava konkurentne transakcije, što omogućava višestruke konekcije, pri čemu je svaka od njih nezavisna transakcija.

Jedna aplikacija može imati više konkurentnih konekcija sa istom bazom.

4

Remote unit of work


Primer: Proces aplikacije na računarskom sistemu A može da

se poveže sa bazom na istom ili nekom drugom sistemu B.

U okviru jedne ili više transakcija vrši se proizvoljan broj SQL naredbi nad objektima baze.

Nakon završetka transakcije, proces može da se poveže sa bazom na istom ili nekom drugom sistemu C itd.

Restrikcije u odnosu na SQL naredbe: svi objekti referisani u jednoj SQL naredbi moraju biti pod

upravom jednom servera aplikacije. sve SQL naredbe u okviru transakcije moraju biti izvršene

od strane jednog servera aplikacije.

5

CONNECT (tip 1) (omogućeno je implicitno povezivanje)


6

CONNECT (tip 1) (nije omogućeno implicitno povezivanje)


7

1. Implicitly connectable


Ako je omogućeno implicitno povezivanje, ovo je inicijalno stanje procesa aplikacije.

Prelazak u ovo stanje prouzrokuju: CONNECT RESET naredba COMMIT ili ROLLBACK u stanju unconnectable and

connected praćeni naredbom CONNECT RESET u stanju connectable and connected

8

2. Connectable and connected


Proces je povezan sa serverom (connected) i CONNECT naredbe mogu biti izvršene u nastavku (connectable).

Ako je omogućen implicitni CONNECT, u ovo stanje se dolazi: iz stanja connectable and unconnected nakon CONNECT TO

ili CONNECT iz stanja implicitly connectable nakon bilo koje naredbe

različite od: CONNECT RESET, DISCONNECT, SET CONNECTION ili RELEASE.

Bilo da je omogućeno implicitno povezivanje ili ne, u ovo stanje se prelazi: iz stanja connectable and unconnected nakon CONNECT TO nakon COMMIT ili ROLLBACK ili nakon prinudnog ROLLBACK-

a u stanju connected and unconnectable

9

3. Unconnectable and connected


Proces je povezan sa bazom, ali se ne može uspešno izvršiti naredba CONNECT kako bi se izvršilo povezivanje sa drugom bazom.

Proces dolazi u ovo stanje iz stanja connectable and connected ako se izvrši bilo koja naredba različita od: CONNECT TO, CONNECT, CONNECT RESET, DISCONNECT, SET CONNECTION, RELEASE, COMMIT ili ROLLBACK.

10

4. Connectable and unconnected


Proces nije povezan sa bazom. Jedina SQL naredba koja može da se izvrši je

CONNECT TO, u suprotnom se generiše greška. Bilo da je omogućeno implicitno povezivanje ili

ne, u ovo stanje proces dolazi ako se pojavi greška kada se izvrši naredba CONNECT TO ili se pojavi greška tokom transakcije, što dovodi do raskida konekcije i poništenja transakcije.

Ako nije omogućeno implicitno povezivanje: proces je inicijalno u ovom stanju CONNECT RESET i DISCONNECT dovode do prelaska

u ovo stanje

11

Zaključak


Izvršavanje uzastopnih CONNECT naredbi ne predstavlja grešku, jer naredba CONNECT ne uklanja proces iz stanja connectable.

Greška je, međutim, izvršavanje više uzastopnih CONNECT RESET naredbi.

Takođe, CONNECT RESET (kojoj prethodi COMMIT ili ROLLBACK), COMMIT ili ROLLBACK treba da se izvršavaju pre CONNECT TO naredbe.

Svaka transakcija može da uspostavi konekciju samo sa jednom bazom. Tekuća transakcija mora biti potvrđena ili poništena pre nego što se dopusti povezivanje sa drugom bazom.

12

Distributed unit of work


Primer: Proces aplikacije na računarskom sistemu A

može da se poveže sa bazom na istom ili nekom drugom sistemu B naredbama CONNECT ili SET CONNECTION.

Proces može da izvrši proizvoljan broj SQL naredbi nad objektima baze pre kraja transakcije.

Svim objektima koji se referišu u jednoj SQL naredbi mora da upravlja isti server.

Bilo koji broj servera aplikacije može da učestvuje u transakciji.

COMMIT ili ROLLBACK završavaju transakciju.

13


Ovakve transakcije koriste CONNECT tipa 2. Procesi koji koriste konekcije tipa 2:

su uvek connectable ili su u stanju connected ili u stanju unconnected imaju nula ili više konekcija

Svaka konekcija je jednoznačno identifikovana.

Proces je inicijalno u stanju unconnected i nema ni jednu konekciju.

Konekcija je inicijalno u current and held stanju (videti narednu stranu).

14

CONNECT (tip 2) (pregled promena stanja)


15

Pravila za izvršavanje naredbe CONNECT


Kontekst ne može da obuhvata više od jedne konekcije sa istom bazom u isto vreme.

Kada proces izvrši SET CONNECTION naredbu, navedeno ime lokacije mora da se odnosi na postojeću konekciju za dati proces.

Kada proces izvrši CONNECT naredbu i opcija SQLRULES(STD) je uključena, navedeno ime ne sme biti neka od postojećih konekcija za taj proces.

16

Promene stanja procesa


Ako proces ima konekciju u stanju current, nalazi se u stanju connected.

Iz unconnected stanja proces prelazi u connected stanje naredbom CONNECT ili SET CONNECTION.

Ako nema konekcije, ali je SQL naredba izvršena, kreira se implicitna konekcija (environment promenljiva DB2DBDFT sadrži ime podrazumevane baze).

Ako proces nema konekciju u stanju current, nalazi se u stanju unconnected.

Iz stanja connected prelazi se u stanje unconnected kada se tekuća konekcija sa namerom raskine ili ako se neka SQL naredba ne izvrši uspešno, čime se operacija poništava i konekcija se raskida.

17

Tipovi stanja konekcije


held and release-pending current and dormant Ako proces izvrši naredbu CONNECT, a ime

baze nije u skupu postojećih konekcija: tekuća konekcija prelazi u stanje dormant, ime baze

se dodaje skupu konekcija, dok nova konekcija prelazi u stanje current i u stanje held.

Ako je ime baze već u skupu postojećih konekcija i opcija preprocesora SQLRULES(STD) je uključena, generiše se greška.

18

Stanja held i release-pending


Release-pending znači da će se u narednoj uspešno potvrđenoj operaciji javiti DISCONNECT (rollback nema uticaja na konekciju).

Held znači da se u narednoj uspešno potvrđenoj operaciji neće javiti DISCONNECT.

Sve konekcije su inicijalno u held stanju. Naredbom RELEASE prelazi se u stanje release-

pending. Iz stanja release-pending ne može se vratiti u stanje

held. Konekcija ostaje u release-pending stanju tokom

transakcije ako se izvrši ROLLBACK ili ako se usled neuspešne COMMIT operacije, zapravo izvrši ROLLBACK.

19

Stanja current i dormant


Konekcija koja je u held ili release-pending stanju može biti i u stanju current ili dormant.

Current konekcija je konekcija koja se koristi za izvršenje SQL naredbi dok je u ovom stanju.

Konekcija u dormant stanju nije tekuća (current). Za dormant konekcije dozvoljene su naredbe:

COMMIT, ROLLBACK, DISCONNECT ili RELEASE. SET CONNECTION ili CONNECT – konekcija sa

navedenom bazom prelazi u stanje current, ostale konekcije prelaze ili ostaju u stanju dormant.

U svakom trenutku, samo jedna konekcija može biti tekuća.

20

Opcije preprocesora koje se koriste sa naredbom CONNECT tipa 2


Podrazumevane vrednosti opcija su podvučene. CONNECT (1 | 2) SQLRULES(DB2 | STD)

DB2 – connect tipa 2 se vrši po DB2 pravilima koja omogućavaju prelazak konekcije u stanje dormant

STD – connect tipa 2 se vrši po pravilima SQL92 Standarda koji ne dopušta prelazak konekcije u stanje dormant

DISCONNECT (EXPLICIT | CONDITIONAL | AUTOMATIC) EXPLICIT – raskidaju se one konekcije koje su eksplicitno

obeležene za oslobađanje komandom SQL RELEASE CONDITIONAL – raskidaju se one konekcije koje nemaju

otvorene WITH HOLD kursore i one koje su selektovane za oslobađanje

AUTOMATIC – raskidaju se sve konekcije

21


SYNCPOINT (ONEPHASE | TWOPHASE | NONE) Specifikuje kako se vrši koordinacija COMMIT ili

ROLLBACK naredbi kada postoje višestruke konekcije. Samo se jedna baza u okviru transakcije može

ažurirati, sve ostale mogu samo da se čitaju (ONEPHASE). Bilo koji pokušaj menjanja neke druge baze generiše grešku.

Upravljač transakcijama (TM) u vreme izvršavanja vrši koordinaciju dvofaznih COMMIT naredbi između onih baza koje podržavaju ovaj protokol (TWOPHASE).

Ne koristiti TM za izvršenje dvofaznih COMMIT naredbi i ne primenjivati ažuriranje jedne, a čitanje više baza (single updater, multiple reader) (NONE).

22


Pojedinačne COMMIT (ROLLBACK) naredbe se prosleđuju svim bazama.

Ako jedna ili više ROLLBACK naredbi ne uspe, generiše se greška, slično za COMMIT.

Da bi se u vreme izvršavanja postavile neke druge vrednosti parametara, koristi se komanda SET CLIENT ili sqlesetc API.

Komanda QUERY CLIENT (ili sqleqryc API) vraća tekuće vrednosti opcija preprocesora.

23

sqleqryc - Query client connection settings


Vraća parametre podešavanja tekuće konekcije procesa aplikacije.

Struktura sqle_conn_setting sadrži tipove i vrednosti parametara podešavanja konekcije.

Neophodno je uključiti API zaglavlje sqlenv.h sqleqryc (struct sqle_conn_setting *

pConnectionSettings, unsigned short NumSettings,

struct sqlca * pSqlca);

24

Parametri pri pozivu sqlecryc API-ja


pConnectionSettings – ulazno/izlazni parameter. Pokazivač na sqle_conn_setting strukturu, koja specifikuje tipove i vrednosti parametara podešavanja koja se odnose na konekciju. Korisnik definiše niz od numSettings elemenata tipa sqle_conn_settings. Polje type se postavlja na jednu od 5 mogućih opcija za podešavanje parametara konekcije. Nakon poziva API-ja, polje value svakog elementa sadrži tekuće podešavanje navedene opcije.

numSettings – ulazni parametar. Bilo koji ceo broj (od 0 do 7) koji predstavlja broj vrednosti opcija konekcije koje se vraćaju.

pSqlca – izlazni parametar. Pokazivač na sqlca strukturu.

25

sqleqryc


U bilo kom trenutku izvršavanja procesa aplikacije može se zatražiti informacija o tekućim parametrima podešavanjima konekcije.

Ukoliko QUERY CLIENT prođe uspešno, polja u sqle_conn_setting strukturi će sadržati tekuće parametre podešavanja konekcije.

Ako do tada nije pozivana naredba SET CLIENT, ova struktura će sadržati podešavanja iz faze preprocesiranja, samo ako je već procesirana bar jedna SQL naredba; inače, sadržaće podrazumevane vrednosti opcija preprocesora.

26

sqlesetc - Set client connection settings


Postavljaju se parametri podešavanja konekcije, koristeći strukturu sqle_conn_setting.

Neophodno je uključiti zaglavlje sqlenv.h sqlesetc ( struct sqle_conn_setting * pConnectionSettings,

unsigned short NumSettings, struct sqlca * pSqlca);

pConnectionSettings – ulazni parametar. Pokazivač na strukturu sqle_conn_settings. Alocira se niz od NumSettings sqle_conn_setting struktura. Polje type svake strukture se postavlja na odgovarajuću opciju konekcije. Polje value se postavlja na željenu vrednost te opcije.

NumSetting – ceo broj (od 0 do 7) koji predstavlja broj opcija konekcije koje treba da se postave na odgovarajuće vrednosti

pSqlca – izlazni parametar. Pokazivač na strukturu sqlca.

27

sqlesetc


Ako se ovaj API uspešno izvrši, konekcije u transakcijama koje budu sledile koristiće parametre konekcije koji su njime specifikovani, u suprotnom, parametri konekcije ostaju nepromenjeni.

Parametri konekcije za neku aplikaciju se mogu promeniti samo ako nema postojećih konekcija (npr. pre nego što se uspostavi bilo koja konekcija, ili posle naredbi RELEASE ALL ili COMMIT).

Jednom kada se SET CLIENT uspešno izvrši, podešavanja konekcije postaju fiksna i mogu se promeniti jedino ponovnim pozivom SET CLIENT API-ja.

Sve opcije preprocesora koje se odnose na aplikaciju će biti poništene.

28

Struktura sql_conn_setting


Ova struktura se koristi za specifikaciju tipova i vrednosti parametara podešavanja konekcije za sqleqryc i sqlesetc API-je.

Polja u strukturi: type SMALLINT tip parametra podešavanja value SMALLINT vrednost parametra

podešavanja

29

Dozvoljene vrednosti za polja type i value:


Type Value Opis

SQL_CONNECT_TYPE SQL_CONNECT_1SQL_CONNECT_2

CONNECT tipa 1 daje mogućnost rada sa jednom bazom u okviru jedne transakcije (RUOW).CONNETCT tipa 2 podržava rad sa više baza u okviru jedne transakcije (DUOW).

SQL_RULES SQL_RULES_DB2SQL_RULES_STD

Omogućuje se da se naredbom CONNECT tekuća konekcija može prebaciti u stanje dormant....

SQL_DISCONNECT SQL_DISCONNECT_EXPLSQL_DISCONNECT_CONDSQL_DISCONNECT_AUTO

SQL_SYNCPOINT SQL_SYNC_TWOPHASESQL_SYNC_ONEPHASESQL_SYNC_NONE

SQL_DEFERRED_PREPARE SQL_DEFERRED_PREPARE_NOSQL_DEFERRED_PREPARE_YESSQL_DEFERRED_PREPARE_ALL

SQL_CONNECT_NODE Između 0 i 999 ili ključna reč SQL_CONN_CATALOG_NODE

Čvor sa kojim se uspostavlja konekcija. Vrednost environment-promenljive DB2NODE se postavlja na datu vrednost.

SQL_ATTACH_NODE Između 0 i 999 Čvor sa kojim se vrši povezivanje. Vrednost environment-promenljive DB2NODE se postavlja na datu vrednost.

30

Ažuriranje jedne baze podataka u okviru transakcije koja obuhvata rad sa više baza


U situacijama kada se radi sa više baza, može se javiti potreba da se za vreme dok se jedna ili više baza čitaju, neka druga baza menja. Ovakav vid pristupa bazama može da se realizuje u okviru jedne transakcije.

U ovom slučaju se za povezivanje sa bazom koriste naredba CONNECT tipa 2 i jednofazni COMMIT.

31

Ažuriranje više baza podataka u okviru jedne transakcije


Kada se u okviru iste transakcije čita i menja više baza, takav vid pristupa bazi se zove multisite update.

Ako se koristi DB2 upravljač transakcijama: za povezivanje sa bazom koristi se CONNECT tipa 2 i

dvofazni COMMIT. Eventualno treba konfigurisati DB2 upravljač transakcijama.

32

Upravljač transakcijama (TM)


Upravljač transakcijama dodeljuje identifikatore transakcijama, kontroliše njihov rad i preuzima odgovornost za uspešan završetak rada transakcija ili pojavu problema. Upravljač transakcijama čuva informacije o transakcijama u posebnoj bazi (baza upravljača transakcijama).

SUBP obezbeđuje funkcionalnost upravljača transakcijama koja može da obezbedi koordinaciju promena na više baza unutar jedne transakcije.

Klijentska aplikacija koristi bazu upravljača transakcijama za registrovanje svake transakcije i praćenje njihovog izvršavanja.

33

Dvofazni COMMIT


34


0 - aplikacija je pripremljena za dvofazni commit. To se može postići preko opcija preprocesora.

1 - klijent želi da se poveže sa bazom SAVINGS_DB. Prvo se interno povezuje sa bazom upravljača transakcija. Baza upravljača transakcija vraća potvrdu klijentu.Ako je konfiguracioni parameter SUBP-a tm_database postavljen na 1ST_CONN, SAVINGS_DB postaje baza upravljača transakcijama dok traje proces aplikacije.

2 - uspostavlja se konekcija sa bazom SAVINGS_DB i dobija se potvrda.

3 - update tabele SAVINGS_ACCOUT, čime počinje transakcija. Baza upravljača transakcijama odgovara klijentu prosleđujući ID za datu transakciju.

Napomena: registracija transakcije se vrši kada se pokrene prva SQL naredba u transakciji, ne za vreme uspostavljanja konekcije.

35


5 - izvršavanje SQL naredbi nad bazom SAVINGS_DB. 6 - registracija ID-a transakcije nad bazom FEE_DB koja

sadrži tabelu TRANSACTION_FEE, kada se vrši prvi pristup bazi u okviru transakcije.

7 - izvršavanje SQL naredbi nad bazom FEE_DB 8 - mogu se dodatne SQL naredbe izvršiti nad bazom

SAVINGS_DB aktiviranjem konekcije. Kako je transakcija već registrovana u koraku 4, nema potrebe vršiti registraciju ponovo.

9 - povezivanje i rad sa bazom CHECKING_DB vrši se na isti način kao u koracima 6 i 7.

10 - kada klijent zahteva commit transakcije, prepare poruka se šalje svim bazama koje učestvuju u transakciji. Svaka baza upisuje "PREPARED" slog u svoj log fajl i šalje odgovor klijentu.

36


11 - nakon što klijent primi pozitivne odgovore od svih baza, on šalje poruku bazi upravljača transakcijama, infomrišući je da je transakcija spremna za commit (PREPARED). Baza upravljača transakcijama upisuje "PREPARED" slog u svoj log fajl i šalje odgovor klijentu da druga faza commit operacije može da počne.

12 - tokom druge faze commit-a, klijent šalje poruku svim bazama da treba da izvrše commit. Svaka baza upisuje "COMMITTED" slog u svoj log fajl i oslobađa ključeve koji su bili postavaljeni tokom transakcije. Kada baza završi potvrđivanje promena, šalje odgovor klijentu.

13 - nakon što klijent dobije pozitivan odgovor od svih baza, on šalje poruku bazi upravljača transakcijama, informišući je da je transakcija završena. Baza upravljača transakcijama upisuje "COMMITTED" slog u svoj log fajl, čime se naglašava da je transakcija završena i obaveštava klijenta o završetku.

37

Korišćena literatura


DB2 9.7 documentation: Database Administration Concepts and

Configuration Reference (pdf) Administrative API Reference (pdf) SQL Reference Vol.2 (pdf)

Documents

Distribuirane i objektne baze podataka vežbe, školska 2009/10