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n  Transações Distribuídas

Profa Ana Cristina B. Kochem Vendramin DAINF / UTFPR

Sistemas Distribuídos

13 Transações Distribuídas

2 Profa. Ana Cristina B. Kochem Vendramin. DAINF/UTFPR

� Uma transação define uma sequência de operações. � Objetivo: permitir integridade e consistência dos dados. � Uma transação é vista como um programa sequencial, mesmo que possa executar concorrentemente com outros processos.

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Introdução

Profa. Ana Cristina B. Kochem Vendramin. DAINF/UTFPR


� Uma transação é dita distribuída quando ativa operações em diferentes servidores. � Um servidor assume o papel de coordenador; � Outros servidores são chamados participantes; � Um protocolo permitirá que os servidores se comuniquem para decidirem em conjunto se uma transação pode ser efetivada ou se precisa ser cancelada.

� Uma transação distribuída pode ser plana ou aninhada.

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Introdução



�  Atômica �  “Tudo ou nada”

�  Consistente � O estado do sistema após uma transação ser completada deve manter-‐se consistente.

�  Isolada � Uma transação deve poder executar sem interferência de outras.

� Durável �  Dados alterados durante uma transação devem ser guardados em meio de armazenamento persistente.

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Propriedades ACID



� A transação é vista como uma ação única. � Determina que todas as operações de uma transação sejam concluídas com êxito ou,...

�  ... se ela falhar ou for cancelada, nenhum resultado obtido dentro da transação até o instante da ocorrência da falha será efetivado.

Atomicidade


� Garante a consistência dos dados após a transação ser confirmada ou abortada.

� A preservação da consistência significa que se uma transação iniciar em um estado do sistema consistente, quando ela terminar, o estado continuará consistente.

Consistência


� Controla a execução concorrente. � Cada transação deve ser executada sem interferência de outras transações � Resultados intermediários não devem ser visíveis por outras transações.

Isolamento


� O efeito de uma transação que termina com sucesso, deve ser persistente.

� Todos os dados e transações pendentes devem ser armazenados em meio de armazenamento estável (permanente) de modo que possa ser recuperado quando o servidor for reiniciado.

Durabilidade


Estados de uma Transação

A"va

Efe"vação Provisória

Falha Abortada

Efe"vada Aguarda conclusão após a úlCma operação

Em execução

Termina corretamente


� Todo o trabalho é feito no mesmo nível entre o início e o término de uma transação.

� A transação acessa os objetos dos servidores em sequência.

� Não é possível efetivar ou cancelar partes dela.


cliente

servidores Transações Planas

[CDK 07]


� A transação de nível superior pode abrir s ub t r an s a ç õ e s e assim por diante.

�  Subtransações no mesmo nível podem ser executadas de modo concorrente.

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Transações Aninhadas


[CDK 07]


�  Subtransações podem ser efetivadas ou canceladas independentemente. � Nas transações planas, uma falha causaria o reinício da transação inteira.

� Uma transação só pode ser efetivada ou cancelada depois que suas descendentes tiverem sido concluídas com sucesso ou não.

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� Quando uma transação ascendente é cancelada, todas as suas subtransações são canceladas mesmo que tenham sido efetivadas provisoriamente.

� Por exemplo, se T2 é cancelada, então T21 e T211 também devem ser canceladas, mesmo que possam ter sido efetivadas provisoriamente.

� Quando uma subtransação é cancelada, a transação ascendente pode decidir se vai ser cancelada ou não. � No exemplo, T decide ser efetivada, embora T2 tenha sido cancelada.

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T: Transação de nível superior

T1 = abreSubTransação

abreSubTransação T1

abreSubTransação efetiv. provis. efetiv. provis.

T11

efetiv. provis. efetiv. provis.

T12

abreSubTransação abortar

abreSubTransação efetiv. provis.

T21

T2 efetivar

efetiv. provis.

T211

T2 = abreSubTransação

[CDK 07]


� Quando a transação de nível superior é efetivada, todas as subtransações que foram efetivadas provisoriamente também serão efetivadas, desde que nenhuma de suas ascendentes tenha sido cancelada.

� No exemplo, a efetivação de T permite que T1, T11, T12 sejam efetivadas.

� Mas T21 e T211, não podem ser efetivadas pois sua ascendente T2 foi cancelada.

� Nota: os efeitos de uma subtransação não são permanentes até que a transação de nível superior seja efetivada.

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Protocolo de EfeCvação de Duas Fases

� Garante que todos os participantes e o coordenador de uma transação distribuída possam confirmar ou abortar a transação.

� Coordenador registra uma lista de referências dos participantes e cada participante tem uma referência do coordenador.

� Ao abrir uma transação o coordenador retorna ao cliente o identificador da transação (TID). � TID devem ser exclusivos dentro de um SD.


� Primeira fase: Fase de Votação �  Coordenador abre a votação; �  Coordenador pergunta para cada participante se a transação pode ser efetivada;

�  Cada participante responde com seu voto à sim ou não. �  Antes de votar “sim”, o participante se prepara para efetivar, salvando em meio de armazenamento permanente todos os objetos alterados e seu status “preparado”.

�  Se votar “não”, o participante cancelará imediatamente. � Travas mantidas são liberadas.



�  Segunda fase: Fase de Decisão �  Reune os votos dos participantes (incluindo o seu próprio); �  Se todos os participantes aceitam: transação pode ser efetivada;

�  Se um deles votar pelo cancelamento, a transação srá abortada.

�  Coordenador comunica a decisão a todos os participantes.



�  Interface dos Participantes � desejaEfetivar(trans) à sim/não �  efetivar(trans); �  abortar(trans).

�  Interface do Coordenador � efetivacaoOk(trans, participante)‏; � obterDecisão(trans) � Após ter votado “sim”, mas ainda não ter recebido uma resposta (efetivar/abortar), o participante solicita a decisão ao coordenador.



Protocolo de EfeCvação de Duas Fases Coordenador Participantes

desejaEfetivar(trans)

sim/não

efetivar(trans)/abortar(trans)

efetivacaoOk

Fase Votação

Fa

se D

ecisão


� Outras operações do Coordenador: � abreTransação();

�  Retorna ao cliente um TID trans globalmente exclusivo. � abreSubTransação(trans) ;‏

�  Abre uma nova subtransação cuja ascendente é trans e retorna um TID exclusivo.

�  unir(trans, referencia_participante); � obtemStatus(trans) ;‏

�  Status: efetivada, cancelada ou provisória/preparada. �  terminaTransação(trans) ;‏ � abortaTransação(trans)‏.



� Transações Aninhadas � Fase 1

� Transações reportam seus status. �  Subtransações informam seus status e de seus descendentes.

� Fase 2 � Funciona da mesma maneira que o protocolo para transações planas.



� Coordenadores se comunicam em vários níveis. � Coordenador ascendente envia um desejaEfetivar(trans,

subTrans) para a subtransação imediata e assim por diante. � Trans à ID da transação superior.

� Cada participante reúne as respostas de seus descendentes antes de passá-‐las para seu ascendente.

Protocolo de EfeCvação em Transações Aninhadas


� Coulouris, George; Dollimore, Jean; Kindberg, Tim. Distributed Systems Concepts and Design. Third Edition. Addison-‐Wesley 2001.

� Coulouris, George; Dollimore, Jean; Kindberg, Tim; tradução João Tortello. Sistemas Distribuídos: conceitos e projeto. 4. ed. Bookman 2007.

� Tanenbaum, A.S. Distributed Operating Systems. Prentice-‐Hall International, 1995.

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Referências Bibliográficas


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