Serialiseerbaarheidsbeheersing

Serialiseerbaarheidsbeheersing verwijst naar de verzameling mechanismen die garanderen dat gelijktijdige uitvoering van transacties resulteert in een toestand die bovendien overeenkomt met een volgorde waarin die transacties achter elkaar zouden zijn uitgevoerd. Het doel is om de integriteit van de databank te waarborgen, zodat de uitkomst niet afhankelijk is van de specifieke interleaving van lees- en schrijfoperaties. Een uitvoering die voldoet aan deze eigenschap wordt een serial schedule genoemd; een schema is serialiseerbaar als het equivalente gedrag heeft aan een der seriale schema’s.

Belangrijke concepten

Serialiseerbaarheid vereist dat de zichtbare veranderingen van transacties consistent zijn met een volgorde waarin alle transacties één voor één zouden zo gefabriceerd. Een schema kan serialiseerbaar zijn ondanks interleaving als er geen ontregelde afhankelijkheden zijn tussen lees- en schrijfoperaties. Veelvoorkomende anomalieën zoals dirty reads, non-repeatable reads en phantom reads worden voorkomen door serialiseerbaarheidsbeheersing.

Methoden en technieken

Two-Phase Locking (2PL) houdt aan dat een transactie in een opbouwfase alle benodigde locks aanvraagt en tijdens de afbraakfase locks vrijgeeft; Strict 2PL bewaart locks tot na commit, wat herhaalde aborts voorkomt en herstelbaarheid garandeert. Timestamp ordering (TO) kent elke transactie een tijdstempel toe en bepaalt voltooide volgorde op basis van deze tijdstempels, waarbij conflicterende operaties leiden tot abort. Multiversion Concurrency Control (MVCC) houdt meerdere versies van data bij zodat lezers niet blokkeren en schrijvers nieuwere versies aanmaken; serialiseerbaarheid kan behouden blijven met passende verificatie. Optimistic Concurrency Control (OCC) laat transacties zonder voorsteldeLocks draaien en valideert bij commit of er geen conflicten zijn; bij conflicten volgt een abort.

Toepassingsgebied en overwegingen

Serialiseerbaarheidsbeheersing is de standaardisolatieniveau in veel relationele databases. Het biedt de sterkste garantie maar kan de throughput beïnvloeden bij hoge contention; MVCC en OCC bieden vaak betere leesconcurrentie, terwijl 2PL monotone blocking kan veroorzaken en deadlocks mogelijk maakt.