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  1. 1. GESTION TRANSACTIONNELLE Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Dr Tahar Moulay de Saïda Faculté de Technologie Département d’Informatique Master II - Réseaux Informatiques et Systèmes Répartis (RISR) UEF32 - Administration et Sécurité des Systèmes d’Information Répartis (ASSIR)
  2. 2. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 1- Définition Une transaction est un bloc d’instructions LMD faisant passer la base de données d’un état cohérent à un autre état cohérent. Exemple : Une transaction bancaire, transfert d’argent d’un compte A vers un compte B. Début transaction - Compte A : débiter de 10 000,00 DA Solde = Solde – 10 000,00 - Compte B : créditer de 10 000,00 DA Solde = Solde + 10 000,DA Fin transaction
  3. 3. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 2- Caractéristiques Une transaction assure :  L’atomicité des instructions qui sont considérées comme une seule opération (principe du tout ou rien) ;  La cohérence (passage d’un état cohérent de la base à un autre état cohérent) ;  L’isolation des transactions entre elles (lecture consistante, …) ;  La durabilité des opérations (les mises à jour perdurent même si une panne se produit après la transaction).
  4. 4. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 3- Concurrence Objectifs : Permettre l’exécution simultanée d’un grand nombre de transactions Régler les conflits lecture / écriture Garder de très bonne performance Eviter les blocages Exécution sérialisable Une exécution est dite sérialisable si elle est équivalente à une exécution sérielle : Exécution // ou série  donne même résultat
  5. 5. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 3- Concurrence 1. Contrôle continu :  on vérifie au fur et à mesure de l’exécution des opérations que le critère de sérialisabilité est bien respecté.  Méthodes pessimistes  Idée : les conflits sont fréquents et il faut les traiter le plus tôt possible. 2. Contrôle par certification :  Vérifier la sérialisabilité quand la transaction s’achève.  Approche optimiste  On considère que les conflits sont rares et que l’on peut accepter de ré-exécuter les quelques transactions qui posent problèmes.
  6. 6. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 3- Concurrence  Le mécanisme première approche adoptée est le verrouillage.  Bloquer l’accès à une donnée dès qu’elle est lue ou écrite par une transaction. - pose de verrou - libération du verrou (fin de transaction par commit ou rollback)  Poser un verrou bloque les autres transactions.  Solution : - Considérer deux critères :  le degré de restriction : le niveau de la ressource à laquelle il s’applique : tuple, page, table,  la granularité du verrouillage 1. Le verrou partagé (« shared lock ») : permettre à plusieurs transactions concurrentes de lire la même ressource. 2. Le verrou exclusif (« eXclusive lock ») : réserve la ressource en écriture à la transaction qui a posé le verrou.
  7. 7. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 4- approche pessimiste : Le Verrouillage 2 phases PRINCIPES  verrouillage des objets en lecture/écriture  opérations Lock(g,M) et Unlock(g) g: granule(=attibut, tuple, table,…)  toute transaction attend la fin des transactions incompatibles  garantie un graphe de précédence sans circuit  les circuits sont transformés en verrous mortels  une transaction ne peut relâcher de verrous avant de les avoir tous acquis
  8. 8. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 4- approche pessimiste : Le Verrouillage 2 phases Le terme « verrouillage à deux phases » s’explique par le fait qu’il y a d’abord accumulation de verrous pour une transaction T, puis libération des verrous. Conflit : Deux verrous V1[x] et V2[y] sont en conflit si x = y et V1 ou V2 est un verrou en écriture. Si une transaction T1 pose un verrou V1[x] et T2 veux poser un verrou sur le même objet V2[x] alors la transaction T2 est mise en attente
  9. 9. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 4- Le Verrouillage 2 phases Problèmes du Verrouillage Granularité des verrous page : en cas de petits objets, trop d'objets verrouillés objet : trop de verrous, gestion difficile Verrou mortel - risques de circuit d'attentes entre transactions - Le problème des interblocages ou verrous mortels (« deadlock »)
  10. 10. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 4- Le Verrouillage 2 phases L’interblocages ou verrou mortel (« deadlock ») :  Le principal défaut du verrouillage à deux phases est d’autoriser des interblocages .  Deux transactions concurrentes demandent chacune un verrou sur une ressource détenue par l’autre. Scénario : 1- T1 : V1[X] et T2 : V2[Y] 2- T1 demande le verrou de Y : V3[y] (transaction bloquée) 3- T2 demande le verrou de X : V[Y] (transaction bloquée) T1 et T2 sont en attente l’une de l’autre : il y a interblocage.
  11. 11. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 4- Le Verrouillage 2 phases Résolution du verrou mortel Prévention définir des critères de priorité de sorte à ce que le problème ne se pose pas exemple : priorité aux transactions les plus anciennes Détection gérer le graphe des attentes lancer un algorithme de détection de circuits dès qu’une transaction attend trop longtemps choisir une victime qui brise le circuit
  12. 12. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 5- Ordonnancement par estampillage Estampille (TimeStamp) associée à chaque transaction date de lancement garantie d'ordre total (unicité) Conservation des estampilles dernier écrivain Writer plus jeune lecteur Reader Contrôle d'ordonnancement en écriture: estampille écrivain > Writer et > Reader en lecture: estampille lecteur > Writer Problèmes reprise de transaction en cas d'accès non sérialisé risque d'effet domino en cas de reprise de transaction
  13. 13. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 6- Verrouillage Oracle  Pour gérer les conflits d’accès concurrents aux données, Oracle a mis en place un système automatique de contrôle par verrouillage. Le verrouillage est réalisé au niveau ligne.  Un verrou exclusif est automatiquement posé sur une donnée lorsque l’on exécute un ordre SQL SELECT... FOR UPDATE, INSERT, UPDATE, DELETE.  Aucune autre transaction ne peut modifier cette donnée tant que le verrou est posé.  La durée du verrou est celle de la transaction.  Le verrou est relâché sur l’exécution d’un Commit ou d’un Rollback. Oracle détecte automatiquement les situations de verrou mortel (deadlock). L’une des transactions participant au deadlock est défaite par Oracle.
  14. 14. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 6- Verrouillage Oracle  Les ordres SQL de manipulation de données peuvent acquérir des verrous à deux niveaux : • niveau ligne (TX) • niveau table (TM)  Lorsqu’une transaction acquière un verrou sur la ligne qu’elle veut modifier, elle obtient également un verrou sur la table toute entière. • Empêcher toute autre transaction d’exécuter un ordre DDL (data description language) tant que le verrou n’est pas relâché. Les ordres DDL sont automatiquement commités.
  15. 15. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 6- Verrouillage Oracle Les verrous sur tables sont de type : • RS (Row Share) : il est posé sur la table par une transaction qui a posé des verrous sur des lignes dans l’intention de les modifier. Ce verrou empêche toute autre transaction de verrouiller la table en mode exclusif. • S (Share) : ce verrou est posé manuellement par l’instruction LOCK TABLE table IN SHARE MODE ;. Il empêche toute autre transaction de modifier le contenu de la table verrouillée. Seule la transaction qui a posé le verrou Share peut modifier le contenu de la table dans le cas où elle est la seule à détenir ce type de verrou. Dans le cas contraire, aucune des transactions détenant le verrou Share ne peut modifier le contenu de la table tant que les autres n’auront pas libérer leur verrou. Ce verrou ne garantit donc pas un accès exclusif en écriture.
  16. 16. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 6- Verrouillage Oracle • SRX (Share Mode Exclusif) : ce verrou est posé manuellement. Même effet que les verrous Share mais il ne peut être posé que par une seule transaction. • RX (Row Exclusive) : ce verrou est en général posé sur la table par une transaction qui a réalisé une ou plusieurs mises à jour sur des lignes de la table. Il est plus restrictif que le verrou Row Share pour les autres transactions. Il empêche les verrouillages en mode Share (S) et Exclusive (X) • X (Exclusive) : ce verrou ne peut être obtenu que par une seule transaction. Il lui confère un droit d’écriture exclusif dans la table. Il n’autorise aux autres transactions qu’un accès en lecture. Les ordres DDL de définition du schéma drop table et alter table posent implicitement un verrou X sur la table.
  17. 17. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) 7- Transactions réparties OBJECTIF Garantir que toutes les mises à jour d'une transaction sont exécutées sur tous les sites ou qu'aucune ne l'est. EXEMPLE Transfert de la somme X du compte A vers le compte B DEBUT site 1: A = A - X site 2: B = B + X PANNE --> INCOHERENCE DONNEES FIN PROBLEME Le contrôle est réparti : chaque site peut décider de valider ou d’annuler …
  18. 18. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) Commit en 2 Phases Principe Diviser la commande COMMIT en deux phases Phase 1 : Préparer à écrire les résultats des mises à jour dans la BD Centralisation du contrôle Phase 2 : Écrire ces résultats dans la BD Coordinateur : Le composant système d'un site qui applique le protocole Participant : Le composant système d'un autre site qui participe dans l'exécution de la transaction 7- Transactions réparties
  19. 19. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) Commit en 2 Phases 1. PREPARER Le coordinateur demande aux autres sites s’ils sont prêts à commettre leurs mises à jour. 2a. SUCCES : COMMETTRE Tous les participants effectuent leur validation sur ordre du client. 2b. ECHEC : ABORT Si un participant n’est pas prêt, le coordinateur demande à tout les autres sites de défaire la transaction. REMARQUE Le protocole nécessite la journalisation des mises à jour préparées et des états des transactions dans un journal local à chaque participant. 7- Transactions réparties
  20. 20. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) SITE COORDINATEUR SITE PARTICIPANT 2 SITE PARTICIPANT 1 PREPARE PREPARE OK OK COMMIT COMMIT ACK ACK Cas Favorable 7- Transactions réparties
  21. 21. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) PREPARE PREPARE OK ACK KO ABORT ABORT ACK SITE COORDINATEUR SITE PARTICIPANT 2 SITE PARTICIPANT 1 Cas Défavorable 7- Transactions réparties
  22. 22. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) Cas Défavorable PREPARE PREPARE OK ACK OK COMMIT COMMIT STATUS COMMIT ACK SITE COORDINATEUR SITE PARTICIPANT 2 SITE PARTICIPANT 1 7- Transactions réparties
  23. 23. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) Commit en 2 Phases Transactions bloquées Que faire en cas de doute ? Demander l’état aux autres transactions : STATUS conservation des états nécessaires message supplémentaire Forcer la transaction locale : ABORT toute transaction annulée peut être ignorée cohérence garantie avec un réseau sans perte de message Forcer la transaction locale : COMMIT toute transaction commise peut être ignorée non garantie de cohérence avec le coordinateur 7- Transactions réparties
  24. 24. Master II - RISR ... Adminstartion et Sécurité des Systèmes d'Information Répartis (ASSIR) Commit en 3 Phases Inconvénient du commit à 2 phases en cas de time-out en état “Prêt”, le participant est bloqué le commit à 3 phases permet d’éviter les blocages Messages du commit à 3 phases Prepare, Prepare to Commit, Global-Commit, Global-Abort. Initial Wait Abort PréCommit Commit CCommit/Prepare VoteKO/GAbort VoteOK/PréCommit PréOK/GCommit COORDINATEUR Initial Ready Abort PréCommit Commit Prepare/VoteOK GAbort/Ack PréCommit/PréOK GCommit/Ack PARTICIPANT 7- Transactions réparties

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