Teknik Concurrency Control

Ada dua teknik concurrency control utama yang mengijinkan transaksi untuk berjalan dengan aman dalam subjek paralel untuk constraint tertentu, yaitu locking dan metode timestamp tertentu. Locking dan timestamping adalah pendekatan konservatif karena mereka menyebabkan transaksi ditunda dalam kasus mereka konflik dengan transaksi lain pada beberapa waktu di masa yang akan datang. Metode optimistik, didasarkan pada premis bahwa konflik itu jarang ditemui, jadi mereka mengijinkan transaksi untuk lanjut tidak tersinkronisasi dan hanya mengecek konflik di bagian akhir, ketika transaksi melakukan operasi commit.

Metode Locking

Locking adalah sebuah prosedur yang digunakan untuk mengendalikan akses bersamaan ke data. Ketika sebuah transaksi sedang mengakses database, sebuah lock mungkin menolak akses ke transaksi lain untuk mencegah hasil yang salah ( Connolly, 2005, p587 ). Ada dua macam lock, yaitu shared lock dan exclusive lock yang harus digunakan sebelum melakukan akses membaca ataupun menulis terhadap database. Penggunaan lock ini adalah untuk menjaga konsistensi data didalam database. Jika sebuah transaksi mempunyai sebuah shared lock pada sebuah item data, transaksi tersebut dapat membaca item tapi tidak dapat mengubah datanya ( Connolly, 2005, p588 ). Jika sebuah transaksi mempunyai sebuah exclusive lock pada sebuah item data, transaksi tersebut dapat membaca dan mengubah item data ( Connolly, 2005, p588 ).

Lock digunakan dengan cara sebagai berikut:

  • Transaksi apapun yang membutuhkan akses pada sebuah item data harus melakukan lock terhadap item tersebut, meminta shared lock untuk akses membaca saja atau sebuah exclusive lock untuk akses membaca dan menulis.
  • Jika item belum dikunci oleh transaksi lain, lock tersebut akan dikabulkan
  • Jika item sedang dikunci, DBMS menentukan apakah permintaan ini compatible dengan lock saat ini. Jika diminta shared lock pada sebuah item yang sudah mempunyai shared lock terpasang padanya, permintaan itu akan dikabulkan. Selain itu, transaksi harus menunggu sampai lock yang ada terlepas.
  • Sebuah transaksi lanjut memegang lock sampai transaksi tersebut melepasnya baik pada waktu eksekusi ataupun pada waktu transaksi tersebut berakhir (abort atau commit). Efek operasi tulis akan terlihat pada transaksi lain hanya pada waktu exclusive lock telah dilepas.

Two Phase Locking adalah sebuah transaksi yang mengikuti protokol two-phase locking jika semua operasi locking mendahului operasi unlock pertama pada transaksi ( Connolly, 2005, p589 ).

Aturan-aturannya adalah sebagai berikut :

  • Sebuah transaksi harus mendapatkan sebuah lock pada item sebelum beroperasi pada item tersebut. Lock tersebut bisa berupa baca atau tulis, tergantung dari tipe akses yang dibutuhkan
  • Sebelum transaksi melepaskan sebuah lock, transaksi tersebut tidak akan pernah mendapatkan lock baru lainnya.

Deadlock

Deadlock adalah jalan buntu yang dapat terjadi ketika dua atau lebih transaksi masing-masing menunggu lock yang sedang dipegang oleh transaksi lainnya untuk dilepas. Hanya ada satu cara untuk menghancurkan deadlock, yaitu abort satu atau lebih transaksi. Ada tiga cara untuk menangani deadlock, yaitu timeout, deadlock prevention dan deadlock detection and recovery.

Timeout

Pendekatan sederhana pada pencegahan deadlock adalah berdasarkan lock timeout. Dengan pendekatan ini, sebuah transaksi yang meminta sebuah lock akan menunggu hanya sampai periode waktu tertentu yang didefinisikan sistem.

Deadlock Prevention

Pendekatan lain untuk mencegah deadlock adalah untuk memesan transaksi menggunakan timestamp transaksi. Dua algoritma telah ditemukan oleh Rosenkrantz. Algoritma pertama, Wait-Die, mengijinkan hanya transaksi yang lebih tua untuk menunggu yang lebih muda, jika tidak transaksi dibatalkan (die/mati) dan restart dengan timestamp yang sama, sehingga lama kelamaan transaksi tersebut akan menjadi transaksi aktif tertua dan tidak akan mati. Algoritma kedua, Wound-Wait, menggunakan pendekatan simetrikal. Hanya transaksi yang lebih muda yang dapat menunggu untuk yang lebih tua. Jika transaksi yang lebih tua meminta lock yang dipegang oleh transaksi yang lebih muda, transaksi yang lebih muda digagalkan.

 

Deadlock Detection

Deadlock detection biasanya ditangani oleh konstruksi wait-for graph (WFG) yang menunjukkan ketergantungan transaksi, yaitu transaksi Ti tergantung pada Tj jika transaksi Tj memegang lock pada sebuah item data yang ditunggu oleh Ti.

WFG adalah sebuah directed graph G = (N, E ) yang terdiri dari satu set node N dan satu set directed edge E, yang dikonstruksi sebagai berikut

  • Buat sebuah node untuk setiap transaksi.
  • Buat sebuah directed edge Ti → Tj , jika transaksi Ti menunggu untuk melakukan lock sebuah item yang sedang di-lock oleh Tj.

Deadlock terjadi jika dan hanya jika WFG mengandung sebuah cycle. Gambar di atas menunjukkan WFG yang menunjukkan deadlock antara dua transaksi.

Referensi :

Connolly T dan Begg C. (2005). Database Systems: A Practical Approach in Design, Implementation, and Management. Fourth Edition. Addison Wesley. Longman Inc., USA.