Arquitetura de Software - Concorrência

Arquitetura de Software ConcorrênciaAndré Faria Gomes @andrefaria

Concorrência éum dos aspectosmais difíceis dodesenvolvimentode software @martinfowler

Threads em servidores Transações Arquivos

Leitura Inconsistente

Vamos contar uma estória...

1. China abre o ticket #1456 no Pronto e começa aatualizar a descrição do ticket.2. Segundos depois Rodrigo entra noticket, e altera.3.China salva4. Rodrigo salva

Moral da Estória? As alterações de China foram perdidas para todo o sempre...

LivenessA quantidade deatividade concorrenteque pode acontecer

Quando maisliveness menossafety(correctness)

Contextos de Execução

RequestCorresponde a uma única chamada domundo externo para onde opcionalmenteuma resposta é enviada.O servidor processa a resposta e o cliente aguarda.Alguns protocolos permitem interromper a request.Clients podem gerar outras request interfiram em anteriores.

Session É um interação de longa duração entre o cliente e o servidor, uma série de requests.Normalmente associada a login e loguoutComum na Web, em Bancos de Dados, etc...

Processo Geralmente um contexto de execução mais pesado que oferece isolamento para os dados que estão sendo trabalhados.Oferece isolamento de memória e dados, por isso, há poucapreocupação com concorrência nesse nível.

Thread Um agente leve, pode haver múltiplas threads por processo.Com threads é possível suportar n requests em por processo.Melhor utilização de recursos, são mais “baratas” que processos.Geralmente compartilham memória e dados.Alguns ambientes oferecem threads com isolamento.

TransaçãoTransações unem diversas requests queprecisam ser tratadas como uma únicaUsuáriosIntegraçãoBancos de Dados

Lindando com aConcorrênciaProblemasacontecem quandomais de um agenteativo tem acessoaos mesmosrecursos.

Isolamento Dividir os dados para que cada parte, seja usada apenas por um agente ativo.

Exemplo de IsolamentoO sistema operacionalreservando uma área dememória exclusiva para cadaprocesso

IsolamentoA abordagem é tambémusada para arquivos. SeDouglas abre o arquivo Xele fica bloqueado eninguém mais pode editá-lo (talvez nem abrí-lo).

ImutabilidadeSó há problemas deconcorrência quando osdados podem seralterados.Por isso é importante quetudo que possa serimutável, seja imutável.

Controle de Concorrência Otimista vs Pessimista

Optimistic LockDetecção de Conflito Todos editam ao mesmo tempo, o primeiro salva sem problemas, os próximos não conseguem porque há conflito

Pessmistic LockPrevenção de ConflitoSomente 1 editar por vez

Qual a Melhor abordagem?Depende! Nenhuma é livre de problemas!

Lock de Leitura Shared Lockevita write lock,permite mais readlocks

Lock de Escrita Exclusive Lockninguém maispode bloquear

Deadlocks Um problema da abordagem pessimista

DeadlocksImagine isso com30 agentesenvolvidos...

Deadlock DetectionUm software que detecta deadlocks e entãoescolhe uma vítima para eliminar o deadlock

Deadlock DetectionÉ difícil de detectarPrejudica vítimas

TimeoutsMata se demorar maisdo que x segundos

PrevençãõDetecção e Timeoutssão formas de lidarcom dead locks, mascomo previnir?

Tudo no inícioFazer todos os seuslocks no ínicio de formaa não começar otrabalho caso algo nãoesteja disponível.

Transações É um trabalho sequencial com pontos bem definidos de início e fim, que acontece de forma tudo ou nada.

Comprar uma Cerveja

Sacar Dinheiro

Pagamento com Cartão

Atômicidade Tudo ou Nada

Consistência Regras de integridade dos dados são asseguradas, ou seja, as transações não podem quebrar as regras

IsolamentoO resultado deuma certatransação não deveser visível paraoutras transaçõesem aberto até estarcompleta.

O resultadocomitado deveser permanente Durabilidade

transações devem ser PequenasQuanto menores forem melhor!

Quanto ocorrem em multiplas requestsLong Transactions

Request Transactions Começa e termina “junto” com a request

Late Transactions Começa o mais tarde possível Aumenta o risco de leituras incosistentes

Lock Escalation Você pode acabar gerando mais locks do pode gerênciar...Quando o banco de dados tem muitoslocks em linhas, acaba precisandobloquear a tabela todaCuidado comLayer Supertype

Níveis de Isolamento

Serializável O nível mais forte de isolamento

Mike está Bob estácontando incluindo 5arquivos arquivos

Garante um resultado sempre correto,embora possa ser anterior ou posterior aalteração

Não garante que toda vez que vocêexecutar o mesmo cenário terá o mesmoresultado

Repeatable Read permite fantasmas Você executa duas vezes a mesma consulta e recebe um número diferente de registros em cada uma delas. não gerencia range-locks

Read Committed permite leituras não repetíveisA transação lê duas vezes omesmo dado, e em cada umdas vezes recebe um resultadodiferente. não gerencia range-locks

Read Uncommited permite leitura suja Você consegue ler dados de transações que ainda não foram comitadas

Equilíbrio entreLiveness e Correctness

Dirty Nonrepeatable PhantomIsolamento Read Read Read Read Possível Possível Possíveluncommitted Read Impossível Possível Possível committedRepeatable Impossível Impossível Possível readSerializable Impossível Impossível Impossível

Referências http:// www.thedeveloperday.com/ domain-model-logic-patterns/ http://martinfowler.com/ eaaCatalog/

http://en.wikipedia.org/wiki/Isolation_(database_systems)

Obrigado @andrefaria

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Arquitetura de Software - Concorrência

by André Faria Gomes on Sep 29, 2011

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