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Pessimistische Sperrverfahren

Pessimistische Sperrverfahren, auch bekannt als Pessimistische-Lockverfahren, sind Sperrverfahren und kommen dann zum Einsatz, wenn es häufig zu nicht-serialisierbaren Transaktionen kommt. Nicht-serialisierbar bedeutet, dass mindestens zwei Transaktionen nicht zur gleichen Zeit ausgeführt werden können. Andernfalls würde es zu inkonsistenten Datenbeständen kommen.

Mit den pessimistischen Sperrverfahren werden im Vorfeld einer Transaktion Maßnahmen getroffen, um einen parallelen schreibenden Zugriff auf identische Datenbankobjekte zu verhindern. Da diese Verfahren sehr aufwändig sind, gibt es je nach Kritikalität unterschiedliche Ansätze bei der Verwendung von Sperren.

Pessimistische Sperrverfahren kommen dann zum Einsatz, wenn die Wahrscheinlichkeit für Transaktionskonflikte bzw. nicht-serialisierbare Transaktionen hoch ist. Für das Ermitteln von Objekten und Setzen von Sperren entsteht ein hoher Aufwand, wenn zu Beginn die benötigten Datensätze exklusiv gesperrt werden.

Pessimistische Sperrverfahren - Aufbau und Struktur

Pessimistische Sperrverfahren arbeiten nach dem Prinzip, dass potenzielle Konflikte zwischen Transaktionen angenommen werden. Der Aufbau umfasst folgende Komponenten:

  • Lock-Typen: Es gibt meist zwei Arten von Sperren: Schreibsperren (Exclusive Locks) und Lesesperren (Shared Locks). Schreibsperren verhindern jeglichen Zugriff anderer Transaktionen, während Lesesperren das gleichzeitige Lesen zulassen.
  • Lock Manager: Ein Lock Manager verwaltet die Sperren und stellt sicher, dass sie korrekt gesetzt und aufgehoben werden.
  • Transaktionssteuerung: Jede Transaktion fordert vor dem Zugriff auf Daten eine Sperre an. Die Freigabe erfolgt entweder nach Abschluss oder Abbruch der Transaktion.

Diese Struktur gewährleistet eine systematische Steuerung und Konfliktvermeidung.

Pessimistische Sperrverfahren - Vorteile und Nachteile

Im Folgenden werden die Vorteile und Nachteile von pessimistischen Sperrverfahren erläutert.

Pessimistische Sperrverfahren - Vorteile von Pessimistischen Sperrverfahren

Bevor die Vorteile aufgelistet werden, ist festzuhalten, dass die Hauptstärke in der Vermeidung von Inkonsistenzen durch frühzeitige Sperren liegt:

  • Hohe Datenintegrität: Durch das vorsorgliche Sperren werden Widersprüche und fehlerhafte Schreibzugriffe verhindert.
  • Planbarkeit: Entwickler können sich darauf verlassen, dass parallele Operationen strikt kontrolliert ablaufen.
  • Klare Fehlererkennung: Konflikte werden unmittelbar sichtbar, da blockierte Transaktionen auf ihre Freigabe warten müssen.

Pessimistische Sperrverfahren - Nachteile von Pessimistischen Sperrverfahren

Als Einleitung sei gesagt, dass trotz aller Vorteile auch Nachteile existieren, insbesondere in hochskalierbaren Umgebungen:

  • Deadlocks: Ohne geeignete Mechanismen kann es zu Verklemmungen kommen, bei denen zwei oder mehr Transaktionen sich gegenseitig blockieren.
  • Weniger Parallelität: Durch frühzeitige Sperren werden parallele Zugriffe eingeschränkt.
  • Performanceeinbußen: Das Warten auf Sperren kann Transaktionslaufzeiten verlängern.

Beispiel für ein pessimistisches Sperrverfahren

Pessimistische Sperrverfahren kommen besonders im Bankwesen bzw. in transaktionsorientierten Systemen zur Anwendung, wo eine vorzeitige Sperrung der benötigten Datensätze notwendig ist. Dadurch soll verhindert werden, dass Redundanzen bzw. Inkonsistenzen von einzelnen Daten oder ganzen Datenbeständen entstehen können.

Pessimistische Sperrverfahren - Definition & Erklärung - Zusammenfassung

Im Zusammenhang mit pessimistischen Sperrverfahren sollte man sich folgende Punkte merken:

  • Pessimistische Sperrverfahren können Konflikte zwischen parallelen Transaktionen aktiv vermieden.
  • Pessimistische Sperrverfahren erhöhen die Gefahr von Deadlocks, insbesondere bei komplexen Systemen.
  • Pessimistische Sperrverfahren können die Systemleistung beeinträchtigen.