Protocolo em base timesptamp

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Protocolo em base timestamp
Oque seria?
Seria usado para fazer um controle de concorrência
Oque é serialização?
Em Ciência da Computação, no contexto de armazenamento e transmissão de dados, a serialização é o processo de salvar um objeto em um meio de armazenamento (como um arquivo de computador ou um buffer de memória) ou transmiti-lo por uma conexão de rede, seja em forma binária ou em formato de texto como o XML. Esta série de bytes pode ser usada para recriar um objeto com o mesmo estado interno que o original.
Quando devemos utilizar o protocolo timestamp?
Quando tentamos utilizar o mesmo item de uma vez só
Em uma situação onde o acesso a um determinado item do Banco de Dados é realizado apenas um por vez, ou seja, existe apenas uma única transação utilizando aquele item de dado, é bem simples entender o funcionamento do SGBD sobre essa operação. A dificuldade começa a ocorrer quando temos mais de uma operação tentando fazer uso do mesmo item de dado, pois será necessário que de alguma forma isso seja organizado de maneira justa e coerente.
Pseudoexemplo
Problema
Vamos ilustrar o evento através do exemplo de uma agência bancária onde existe apenas uma pessoa para o atendimento gerencial. Supondo que chegue apenas um cliente por vez na agência querendo falar com o gerente, não teremos problemas, afinal, será um único cliente exclusivo para que ele precise atender. Pensemos, na comum cena onde há vários clientes para serem atendidos pelo mesmo gerente. Precisaremos de um controle de concorrência, pois são várias pessoas tentando ter acesso a uma única pessoa. Usualmente, as agências bancárias adotam um controle através de senhas, sendo que a entrega é feita conforme a ordem de chegada a agência.
Solução
Podemos considerar isso como sendo um controle de concorrência, se a solução para este controle é a entrega de senhas. Se a ordem de entrega das senhas é feita conforme a chegada do cliente a agência, podemos supor então que cada cliente tem um tempo X, que determina o horário da sua chegada na agência. Se tivermos dois clientes A e B, sendo que, o cliente A chegou no tempo 1 e o cliente B chegou no tempo 2, logo, o cliente A será atendido primeiro que o cliente B, pois seu horário de chegada é mais antigo. Temos então, um controle de concorrência baseado no Registro de Tempo.
Porque utilizar timestamp
É utilizado para garantir a consistência do banco de dados.
De forma similar, é preciso que o sistema de banco de dados faça o controle da execução quando existem transações que estão concorrendo entre si, para garantir a consistência do banco de dados. Consistência esta que, quando na transação concorrente, precisa estar assegurada para garantir que qualquer escala executada tenha o mesmo efeito de uma outra qualquer que fosse executada sem nenhuma concorrência, para tanto, a escala de execução deve, de alguma forma, ser equivalente a uma escala sequencial.
Como é feito o controle através do meu SGDB?
1º passo:
Para cada transação iniciada, é associado um timestamp fixo exclusivo, ou seja, antes que uma transação tenha início, o sistema de banco de dados fornecerá um rótulo de tempo (lembrando que este é um identificador exclusivo criado pelo SGBD para identificar uma transação).
Supondo que temos duas transações A e B, a transação A se iniciou no tempo 1 e a transação B teve início no tempo 2, logo, a transação A será executada primeiro que a transação B, pois seu tempo de início é mais antigo.
2º passo – Rotulação:
Usar a hora do relógio do sistema (clock) sendo esse o timestamp, então, o horário de início da transação será igual à hora em que a transação entra no sistema.
Usar um contador lógico que é incrementado sempre que se usa um novo timestamp, isto é, o timestamp da transação é igual ao valor do contador no momento em que a transação entra no sistema. Os rótulos de tempo da transação são numerados com 1, 2, 3 e assim consecutivamente (o computador tem um valor máximo finito, de modo que o sistema precisa reiniciar o contador periodicamente para zero quando nenhuma transação estiver sendo executada por algum período curto de tempo).
3º passo – Garantir que não ocorra violação:
O algoritmo precisa garantir que a ordem em que o item está sendo acessado não está violando a ordem do rótulo de tempo, e para isso o algoritmo associa a cada item X do banco de dados dois valores de rótulo de tempo(TS), sendo:
read_TS(X) - rótulo de tempo de leitura;
write_TS(X) - rótulo de tempo de gravação;
Esses timestamps são atualizados sempre que uma nova instrução read_TS(X) ou write_TS(X) é executada. Sempre que uma transação read e write é desfeita pelo esquema de controle de concorrência, esta transação recebe um novo timestamp e é reiniciada. O rótulo de tempo (TO) compara o rótulo de tempo de T com read_TS(X) e write_TS(X) para garantir que o rótulo da transação de tempo não seja violada, ou seja, o protocolo de ordenação de timestamp irá garantir que qualquer operação read ou write que esteja em conflito sejam executadas por ordem de timestamp.
Oque é o deadlock e oque o leva ocorrer um deadlock?
Deadlock (interbloqueio, blocagem, impasse), no contexto de sistemas operacionais (SO), refere-se a uma situação em que ocorre um impasse, e dois ou mais processos ficam impedidos de continuar suas execuções - ou seja, ficam bloqueados, esperando uns pelos outros.[1] Trata-se de um problema bastante estudado em sistemas operacionais e banco de dados, pois é inerente à própria natureza desses sistemas.
O deadlock ocorre com um conjunto de processos e recursos não-preemptíveis, onde um ou mais processos desse conjunto está aguardando a liberação de um recurso por um outro processo, o qual, por sua vez, aguarda a liberação de outro recurso alocado ou dependente do primeiro processo.
Oque fazer para evitar o deadlock ou oque fazer quando ocorrer um deadlock?
O protocolo de ordenação de timestamp pode prevenir o deadlock (ou impasse). Existem dois esquemas que impedem o deadlock, eles são chamados de:
Wait-die (esperar-morrer) - uma transação A que iniciou no instante 1 e uma transação B que iniciou no instante 2, logo, o timestamp de A B, então, a transação A será abortada (morre) e será reiniciada posteriormente com o mesmo rótulo de tempo.
Wound-wait (ferir-esperar) - uma transação A que iniciou no instante 1 e uma transação B que iniciou no instante 2, logo, o timestamp de A B, então, a transação A tem permissão para esperar.
Em ambos os esquemas, a transação mais nova (que entrou depois) acaba sendo abortada pela transação que é mais velha (que entrou primeiro), se elas estiverem envolvidas em um deadlock.
Nesta técnica existe a possibilidade de paralisação de transações longas, caso uma série repetitiva de transações curtas causar o reinício da transação longa. Caso isso ocorra, é necessário que as transações que estão em conflito sejam suspensas temporariamente para permitir que a transação seja concluída.