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Concurrencia y bloqueos en Oracle

Álvaro González Sotillo

Created: 2024-09-08 dom 17:51

1. Introducción

  • Oracle es un servidor de base de datos
  • Idealmente, cada usuario debería poder usar la base de datos como si fuera para él en exclusiva (ACID)
  • Más de un usuario, y más de un cliente por usuario, puede utilizar a la vez el servidor

2. Propiedades ACID

Atomicidad Un conjunto de cambios se realiza en su totalidad, o no se realiza ninguno
Consistencia Las reglas de los datos (constraints) se respetan
aIslamiento Cada usuario puede trabajar considerando que es el único que utiliza la base de datos
Durabilidad Una vez grabada una modificación, persistirá aunque ocurra algún fallo posterior

2.1. Atomicidad

  • Algunos cambios deben producirse juntos:
    • Ejemplo: Una transferencia bancaria debe restar de una cuenta y sumar en otra
  • El conjunto de cambios es una transacción
    • Una transacción empieza cuando acaba la siguiente
    • Termina con:
      • commit: Los cambios se guardan
      • rollback: Ningún cambio se guarda
      • Desconexión o error: generalmente, equivalente a rollback

2.2. Consistencia

  • Los datos deben ser coherentes con el modelo de datos
  • Se utilizan restricciones (constraints)
    • primary key
    • unique
    • not null
    • foreign key
    • check
    • Incluso triggers (scripts del gestor de base de datos)
  • No hay forma de saltarse una constraint
    • Más allá de eliminarla (drop)

2.3. Aislamiento (isolation)

  • Objetivos:
    • Cada usuario debe poder trabajar como si fuera el único
    • Pero al mismo tiempo los datos deben poder accederse concurrentemente
  • Esto supone llegar a un compromiso
    • Cuanto más aislamiento menos concurrencia
    • Cuanto más concurrencia menos aislamiento
  • Estos problemas los trataremos más adelante

2.4. Durabilidad

  • Las bases de datos garantizan tras la vuelta de commit que
    • Los datos han sido grabados a soporte no volátil
    • Los datos son recuperables por este y otros usuarios

3. Problemas del uso concurrente

  • Idealmente, cada usuario debería poder trabajar sin notar que otros usuarios usan a la vez la base de datos
  • Debido a otras transacciones, pueden presentarse los siguientes problemas:
Lectura sucia Dirty read Un usuario lee datos aún no confirmados
Lectura no repetible Repeatable read Un usuario lee menos filas (o filas cambiadas) en select sucesivas dentro de la misma transaccción
Fila fantasma Phanton read Un usuario lee más filas en select sucesivas dentro de la misma transacción

3.1. Nivel de aislamiento/concurrencia

Problema Nivel de aislamiento
  Read Uncommited (Oracle no lo tiene)
Lectura sucia  
  Read commited (por defecto en Oracle)
Lectura no repetible  
  Repeatable read (Oracle no lo tiene)
Fila fantasma  
  Serializable

Nota: Un nivel de aislamiento soluciona todos los problemas que quedan por encima.

3.2. Datos para pruebas de bloqueos

create table ALUMNOS( DNI varchar(10), NOMBRE varchar(10));
insert into ALUMNOS values ('1','Pepe');
insert into ALUMNOS values ('2','Juan');
insert into ALUMNOS values ('3','María');

3.3. Lectura no repetible

Conexión 1 Conexión 2
set transaction isolation level read committed set transaction isolation level read committed
select * from alumnos select * from alumnos
  update alumnos set nombre='Pepe2' where dni=3
select * from alumnos  
Aún no se ve el cambio, sería una lectura sucia  
  commit
select * from alumnos  
Ahora se ve el cambio, es una lectura no repetible  
rollback  

3.4. Fila fantasma

Conexión 1 Conexión 2
set transaction isolation level read committed set transaction isolation level read committed
select * from alumnos  
  insert into ALUMNOS values('4','Susana')
  commit
select * from alumnos  
La conexión 1 leerá más alumnos en la segunda select, una fila fantasma  
rollback  

4. Bloqueos

  • La orden set isolation level indica a la base de datos que bloquee filas, campos o tablas
  • Al bloquearse, los demás usuarios no pueden acceder hasta que la transacción no termine
    • commit
    • rollback
  • Los bloqueos garantizan que no se producen los problemas correspondientes al nivel de aislamiento:
    • Read commited
    • Serializable

4.1. Lectura no repetible bloqueada

Conexión 1 Conexión 2
set transaction isolation level serializable  
select * from alumnos  
  update alumnos set nombre='Pepe2' where dni=3
select * from alumnos  
No se ve el cambio, sería una lectura sucia  
   
  commit
select * from alumnos  
El cambio no se ve, sería lectura no repetible  
rollback  

4.2. Fila fantasma bloqueada

Conexión 1 Conexión 2
set transaction isolation level serializable  
  insert into ALUMNOS values('5','Pepe')
  commit
select * from alumnos  
No se ve el cambio, sería lectura no repetible  
delete from alumnos where nombre='Pepe'  
ORA-08177: can't serialize access for this transaction  
rollback  

4.3. Bloqueos no automáticos

  • Los niveles de aislamiento bloquean automáticamente filas, campos o tablas
  • Pero también pueden bloquearse manualmente
  • Bloqueo de una tabla completa
    • lock table TABLA in exclusive mode
    • Bloquea la tabla in también puede bloquear otras a partir de las foreign keys
  • Bloqueo de algunas filas:
select <una consulta que devuelva algunas filas de una tabla>
for update

5. Referencias