Tranzaksiyalar və paralel iş

Anbarda son 1 noutbuk qalıb. Eyni saniyədə iki alıcı «Al» düyməsini basır, iki server prosesi qalığı oxuyur, hər ikisi «1» görür və hər ikisi satışı təsdiqləyir. Nəticədə bir alıcı olmayan malın pulunu ödəyir. Bu, bir proqramın səhvi deyil — paralel işin təbii problemidir. Əvvəlki dərslərdə tranzaksiyanı «hamısı və ya heç biri» kimi tanıdıq. İndi daha çətin suala baxırıq: yüzlərlə tranzaksiya eyni vaxtda işləyəndə VBİS onları bir-birindən necə təcrid edir və bunun qiyməti nədir?

ACID necə təmin olunur

• Atomarlıq və davamlılıq: VBİS dəyişikliyi əvvəlcə ardıcıl jurnala (WAL — write-ahead log) yazır və diskə məcburi köçürür, yalnız sonra COMMIT uğurlu sayılır. Qəzadan sonra jurnal üzrə təsdiqlənmiş işlər bərpa, yarımçıqlar isə ləğv olunur.
• Uyğunluq: məhdudiyyətlər (CHECK, FOREIGN KEY, UNIQUE) hər əmrdən sonra və ya tranzaksiyanın sonunda yoxlanılır.
• Təcridlik: kilidlər və ya məlumatın çoxversiyalı saxlanması (MVCC) — bu dərsin əsas mövzusu.

Paralel işin anomaliyaları

Təcrid səviyyələri

Tam təcrid bahadır, ona görə SQL standartı dörd səviyyə müəyyən edir: hər növbəti səviyyə daha çox anomaliyanı qadağan edir, amma paralelliyi azaldır. Serializable ən güclüsüdür: nəticə tranzaksiyaları hansısa ardıcıllıqla bir-bir icra etməklə eyni olmalıdır.

Kilidlər və MVCC

Klassik yanaşma kilidlərdir: oxuyan paylaşılan (S), yazan müstəsna (X) kilid alır, X kilidi isə istənilən başqa kilidlə uyğun gəlmir. İki fazalı kilidləmədə (2PL) tranzaksiya əvvəlcə yalnız kilid alır, sonra yalnız buraxır — bu, serializable nəticəyə zəmanət verir, amma oxuyanlar yazanları gözləyir. MVCC (çoxversiyalı idarəetmə) sətrin bir neçə versiyasını saxlayır: hər tranzaksiya öz «şəklini» (snapshot) görür, ona görə oxuyanlar yazanları, yazanlar da oxuyanları bloklamır. Yalnız eyni sətri dəyişən iki yazan bir-birini gözləyir.

CREATE TEMP TABLE sales_log (product TEXT, sold INTEGER);

UPDATE products SET stock = stock - 1 WHERE name = 'Laptop' AND stock >= 1;
INSERT INTO sales_log VALUES ('Laptop', changes());

UPDATE products SET stock = stock - 1 WHERE name = 'Monitor' AND stock >= 1;
INSERT INTO sales_log VALUES ('Monitor', changes());

SELECT l.product, l.sold, p.stock AS stock_now
FROM sales_log AS l
JOIN products AS p ON p.name = l.product
ORDER BY l.product;

product | sold | stock_now
Laptop | 1 | 7
Monitor | 0 | 0

Dalana dirənmə (deadlock)

T1 A sətrini kilidləyib B-ni gözləyir, T2 isə B-ni kilidləyib A-nı gözləyir — heç biri irəli gedə bilmir. VBİS gözləmə qrafında dövr axtarır, tapanda tranzaksiyalardan birini «qurban» seçib ləğv edir, digəri davam edir. Aşağıda iki paralel seansda PostgreSQL-in cavabı göstərilib.

-- session 1                                   -- session 2
BEGIN;                                          BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 30
 WHERE id = 1;                                  UPDATE accounts SET balance = balance - 10
                                                 WHERE id = 2;
UPDATE accounts SET balance = balance + 30
 WHERE id = 2;   -- waits for session 2
                                                UPDATE accounts SET balance = balance + 10
                                                 WHERE id = 1;   -- cycle!

ERROR:  deadlock detected
DETAIL:  Process 4211 waits for ShareLock on transaction 918; blocked by process 4187.
Process 4187 waits for ShareLock on transaction 917; blocked by process 4211.
HINT:  See server log for query details.

Uzun tranzaksiyanın içində bir addımı ləğv etmək lazımdırsa, SAVEPOINT işlədilir: ROLLBACK TO yalnız həmin nöqtədən sonrakı dəyişiklikləri geri qaytarır, qalanı COMMIT ilə təsdiqlənir. Aşağıda sifariş saxlanılır, «hədiyyə» sətri isə ləğv olunur.

BEGIN;
INSERT INTO orders (customer_id, product_id, quantity, order_date)
VALUES (5, 10, 1, '2025-08-01');
SAVEPOINT gift;
INSERT INTO orders (customer_id, product_id, quantity, order_date)
VALUES (5, 8, 1, '2025-08-01');
ROLLBACK TO gift;   -- undo only the gift
COMMIT;

SELECT id, product_id, quantity, order_date
FROM orders
WHERE customer_id = 5
ORDER BY id;

id | product_id | quantity | order_date
6 | 7 | 2 | 2025-03-18
13 | 10 | 1 | 2025-08-01

-- sell 3 chess sets

-- try to sell 1 monitor

SELECT name, stock
FROM products
WHERE name IN ('Chess set', 'Monitor')
ORDER BY name;

name | stock
Chess set | 15
Monitor | 0

BEGIN;
-- 1) give the quantity of order 12 back to its product
-- 2) delete order 12
COMMIT;

SELECT p.name, p.stock,
       (SELECT COUNT(*) FROM orders AS o WHERE o.product_id = p.id) AS orders
FROM products AS p
WHERE p.id = 4;

name | stock | orders
Notebook | 510 | 1