Состояние гонки (Race condition) возникает, когда два или более процесса или потока обращаются к общему ресурсу или переменной одновременно и пытаются изменить ее значения без правильной синхронизации. Это может привести к непредсказуемым результатам и ошибкам в программе. Вот некоторые способы борьбы с состоянием гонки в СУБД (системах управления базами данных):
- Транзакции: СУБД обычно предоставляют механизмы транзакций, которые позволяют выполнять группу операций как единое атомарное действие. Транзакции гарантируют, что изменения в базе данных будут либо полностью применены, либо откатаны, если что-то пошло не так.
- Блокировка: СУБД предлагают механизмы блокировки для предотвращения одновременного доступа к общим ресурсам. Блокировки могут быть применены на уровне таблиц, строк или отдельных полей, чтобы гарантировать, что только один процесс имеет доступ для чтения или записи.
- Транзакционная изоляция: В СУБД можно установить уровень изоляции транзакций, который определяет, насколько видимы изменения, сделанные одной транзакцией, для других транзакций. Высокий уровень изоляции, такой как «сериализуемость», может помочь предотвратить состояние гонки.
- Использование атомарных операций: Некоторые СУБД предлагают атомарные операции, которые выполняются как одна неделимая операция, гарантируя целостность данных и предотвращая состояние гонки.
- Использование очередей: Можно использовать очереди или брокеры сообщений для управления доступом к общим ресурсам. Процессы помещают свои запросы в очередь и получают доступ к ресурсам в определенном порядке, что помогает избежать состояния гонки.
- Использование синхронизации: СУБД и языки программирования обычно предоставляют различные механизмы синхронизации, такие как мьютексы, семафоры или блокировки, которые могут быть использованы для синхронизации доступа к общим ресурсам и предотвращения состояния гонки.
- Анализ и предотвращение конфликтов: Можно провести анализ кода и выявить места, где могут возникать состояния гонки. Затем можно внести изменения в код или архитектуру приложения, чтобы предотвратить конфликты и обеспечить правильную синхронизацию.
При параллельном выполнении транзакций возможны следующие аномалии (проблемы):
- потерянное обновление (англ. lost update) — при одновременном изменении одного блока данных разными транзакциями теряются все изменения, кроме последнего;
- «грязное» чтение (англ. dirty read) — чтение данных, добавленных или изменённых транзакцией, которая впоследствии не подтвердится (откатится);
- неповторяющееся чтение (англ. non-repeatable read) — при повторном чтении в рамках одной транзакции ранее прочитанные данные оказываются изменёнными;
- фантомное чтение (англ. phantom reads) — одна транзакция в ходе своего выполнения несколько раз выбирает множество строк по одним и тем же критериям. Другая транзакция в интервалах между этими выборками добавляет строки или изменяет столбцы некоторых строк, используемых в критериях выборки первой транзакции, и успешно заканчивается. В результате получится, что одни и те же выборки в первой транзакции дают разные множества строк.