Synchronizacja Rozdział 5

Synchronizacja zegarów Gdy każda maszyna ma własny zegar, to choć zdarzenie o następuje po zdarzeniu c, to może mu zostać przypisany wcześniejszy czas

Obliczanie średniego dnia słonecznego. Zegary fizyczne (1) Obliczanie średniego dnia słonecznego.

Zegary fizyczne (2) Sekundy TAI, w odróżnieniu od sekund słonecznych mają stałą długość. W celu zachowania zgodności z ruchem słońca, wprowadza się sekundy przestępne.

Algorytmy synchronizacji zegarów , Cp(t) = t ρ – maks. tempo odchylenia 2ρΔt – różnica po czasie Δt Zależność między czasem zegarowym a czasem UTC.

Algorytm Cristiana Pobieranie aktualnego czasu od serwera. Jeżeli różnica nie większa niż δ, to synchronizacja co δ/2ρ Pobieranie aktualnego czasu od serwera.

Algorytm z Berkley Demon czasu podaje innym maszynom swój czas Maszyny odpowiadają Demon oblicza średnią i powiadamia każdą maszynę jak wyregulować swój zegar

Znaczniki czasu Lamporta Trzy procesy, każdy z własnym zegarem. Algorytm Lamporta koryguje zegary

Rozsyłanie całkowicie uporządkowane Uaktualnienie bazy danych z pozostawieniem jej w stanie niespójnym.

Stan globalny (1) Obcięcie spójne Obcięcie niespójne

Stan globalny (2) organizacja procesu i kanałów do migawki rozproszonej

Stan globalny (3) Proces Q odbiera znacznik po raz pierwszy i zapisuje swój stan lokalny Q zapisuje wszystkie przychodzące komunikaty Q odbiera znacznik dot. swojego kanału wejściowego i kończy zapisywanie stanu kanału wejściowego

Algorytm tyrana (1) proces 4 rozpoczyna elekcję procesy 5 i 6 odpowiadają „OK” procesy 5 i 6 kontynuują elekcję

Algorytm tyrana (3) Proces 6 odpowiada „OK.” Proces 6 wygrywa i powiadamia pozostałych

Algorytm pierścieniowy Algorytm elekcji z użyciem pierścienia.

Wzajemne wykluczanie: algorytm scentralizowany Proces 1 prosi koordynatora o dostęp do sekcji krytycznej. Dostaje zezwolenie. Proces 2 prosi koordynatora o dostęp do tej samej sekcji krytycznej. Koordynator nie odpowiada (2 zostaje zablokowany). Gdy proces 1 opuszcza sekcję krytyczną, koordynator odpowiada procesowi 2

Algorytm rozproszony Dwa procesy (0,2) chcą wejść w tym samym momencie do sekcji krytycznej. Proces 0 ma mniejszy znacznik czasu, więc wygrywa. Gdy proces 0 wychodzi z sekcji krytycznej, wysyła OK do procesu 2, który wchodzi do sekcji krytycznej.

Algorytm pierścienia z żetonem Nieuporządkowana grupa procesów w sieci. Pierścień logiczny zbudowany za pomocą oprogramowania.

Porównanie Porównanie algorytmów wzajemnego wykluczenia. Algorytm Liczba komunikatów na wejście/wyjście Opóźnienie przed wejściem (liczba komunikatów) Problemy Scentralizowany 3 2 Awaria koordynatora Rozproszony 2 ( n – 1 ) Awaria dowolnego procesu Pierścień z żetonem 1 do  0 to n – 1 Utrata żetonu, awaria procesu Porównanie algorytmów wzajemnego wykluczenia.

Aktualizowanie taśmy głównej toleruje awarie. Model transakcji (1) Aktualizowanie taśmy głównej toleruje awarie.

Elementarne operacje transakcyjne. Model transakcji (2) Operacja elementarna Description BEGIN_TRANSACTION Zaznaczenie początku transakcji END_TRANSACTION Zakończenie transakcji i próba jest zatwierdzenia ABORT_TRANSACTION Likwidacja transakcji, „Rollback” READ Czytanie danych z pliku, tabeli, itp.. WRITE Zapisanie danych do pliku, tabeli, itp.. Elementarne operacje transakcyjne.

Model transakcji (3) Transakcja potwierdzonych rezerwacji 3 lotów BEGIN_TRANSACTION reserve WP -> JFK; reserve JFK -> Nairobi; reserve Nairobi -> Malindi; END_TRANSACTION (a) BEGIN_TRANSACTION reserve WP -> JFK; reserve JFK -> Nairobi; reserve Nairobi -> Malindi full => ABORT_TRANSACTION (b) Transakcja potwierdzonych rezerwacji 3 lotów Transakcja zaniechana na skutek braku miejsc

Transakcje rozproszone Transakcja zagnieżdżona Transakcja rozproszona

Prywatna przestrzeń robocza Indeks i bloki dyskowe trzyblokowego pliku Sytuacja po zmodyfikowaniu przez transakcje bloku 0 i dodaniu bloku 3 stan po zatwierdzeniu

Rejestrowanie z wyprzedzeniem x = 0; y = 0; BEGIN_TRANSACTION; x = x + 1; y = y + 2 x = y * y; END_TRANSACTION; (a) Log [x = 0 / 1] (b) [y = 0/2] (c) [x = 1/4] (d) a) Transakcja b) – d) Rejestr przed wykonaniem każdej instrukcji

Sterowanie współbieżnością (1) Organizacja zarządców obsługi transakcji.

Sterowanie współbieżnością (2) Organizacja zarządców transakcji rozproszonych.

Szeregowalność a) – c) Trzy transakcji T1, T2, and T3 d) Możliwe plany BEGIN_TRANSACTION x = 0; x = x + 1; END_TRANSACTION (a) BEGIN_TRANSACTION x = 0; x = x + 2; END_TRANSACTION (b) BEGIN_TRANSACTION x = 0; x = x + 3; END_TRANSACTION (c) Plan 1 x = 0; x = x + 1; x = 0; x = x + 2; x = 0; x = x + 3 Dozwolone Plan 2 x = 0; x = 0; x = x + 1; x = x + 2; x = 0; x = x + 3; Plan 3 x = 0; x = 0; x = x + 1; x = 0; x = x + 2; x = x + 3; Niedozwolone (d) a) – c) Trzy transakcji T1, T2, and T3 d) Możliwe plany

Blokowanie dwufazowe (1)

Ścisłe blokowanie dwufazowe (2)

Pessimistic Timestamp Ordering Concurrency control using timestamps.