Sperrprozeduren

Sperrprozeduren sind Verfahren zur Koordination des Zugriffs auf gemeinsam genutzte Ressourcen in Computersystemen, um Konsistenz und Integrität von Daten zu gewährleisten. Sie definieren, wann Ressourcen gesperrt, welche Arten von Sperren verwendet werden und wie Sperren wieder freigegeben werden, um Konflikte zu vermeiden.

Zu den Grundformen gehören pessimistische Sperrung, bei der vor dem Zugriff eine Sperre erlangt wird, und optimistische Sperrung, bei der Konflikte nach dem Zugriff erkannt und gegebenenfalls rückgängig gemacht werden. Typische Sperren umfassen geteilte Sperren (shared) und exklusive Sperren (exclusive). Die Sperroperationen können auf verschiedenen Ebenen erfolgen, etwa Zeilen-, Seiten- oder Tabellenebene, und oft wird eine Zwei-Phasen-Sperrlogik (2PL) angewandt, bei der das Sperren vor dem Abschluss der Transaktion vollständig erfolgt und Freigaben erst am Ende erfolgen.

Die Gestaltung von Sperrprozeduren erfordert Abwägungen bezüglich Granularität, Leistung, Fairness und der Vermeidung von Deadlocks. Häufige Probleme sind Deadlocks, Verhungern von Prozessen (Starvation) und die Notwendigkeit von Eskalationsstrategien, die bei hoher Belastung von feiner auf grobe Granularität wechseln. Strategien umfassen Zeitlimits, Deadlock-Erkennung und Sperrprioritäten.

Anwendungsbereiche umfassen Datenbanksysteme, Mehrbenutzer-Transaktionen und Mehrkernprozessor-Programmierung. In Datenbanken erfolgen Sperren oft auf Transaktions-Ebene; in verteilten Systemen werden verteilte Sperren über zentrale oder verteilte Sperrdienste umgesetzt, beispielsweise durch zentrale Koordinationsdienste oder verteilte Protokolle.

Siehe auch: Sperrverfahren, Transaktionsmanagement.