Azure Service Fabric Reliable Collection のトランザクションとロック モード
トランザクション
トランザクションは、論理的な 1 つの作業単位として実行される一連の操作です。 これは、データベース トランザクションの共通 ACID (原子性、整合性、分離、持続性) の各プロパティを示しています。
- 原子性:トランザクションはアトミック作業ユニットである必要があります。 つまり、そのすべてのデータ変更が実行されるか、いずれもが実行されないということです。
- 整合性:トランザクションの完了時に、すべてのデータが一貫した状態になければなりません。 すべての内部データ構造は、トランザクション終了時に正しくなければなりません。
- 分離:同時実行トランザクションによって行われる変更は、他の同時実行トランザクションによって行われる変更と相互に独立している必要があります。 ITransaction 内の操作に使用される分離レベルは、操作を実行する IReliableState によって決まります。
- 持続性:トランザクションが完了すると、その影響は完全にシステム内に存在します。 システム障害が発生しても、変更結果は持続されます。
分離レベル
分離レベルは、トランザクションを他のトランザクションによって行われた変更から分離する必要がある度合を定義します。 Reliable Collection では、次の 2 つの分離レベルがサポートされています。
- 反復可能読み取り:他のトランザクションによって変更されたがまだコミットされていないデータをステートメントから読み取ることができないように指定するほか、現在のトランザクションが完了するまで、現在のトランザクションで読み取られたデータをその他のトランザクションが変更できないように指定します。
- スナップショット:トランザクションの任意のステートメントによって読み取られたデータが、トランザクションの開始時に存在していたデータとトランザクション上の整合性を持つように指定します。 トランザクションで認識されるのは、トランザクション開始前にコミットされたデータ変更のみです。 現在のトランザクションの開始後に、他のトランザクションによってデータが変更されても、現在のトランザクションを実行しているステートメントではデータの変更は認識されません。 これでは、トランザクションのステートメントが、コミットされたデータのトランザクションの開始時点でのスナップショットを取得する効果があります。 スナップショットは、Reliable Collection 間で一貫しています。
Reliable Collection では、トランザクション作成時の操作とレプリカのロールに合わせて、特定の読み取り操作用の分離レベルが自動的に選択されます。 以下の表に、Reliable Dictionary と Reliable Queue の各操作の分離レベルの既定値を示します。
| 操作\ロール | プライマリ | セカンダリ |
|---|---|---|
| 1 つのエンティティの読み取り | 反復可能読み取り | スナップショット |
| リスト、カウント | スナップショット | スナップショット |
注意
1 つのエンティティ操作の一般的な例としては、IReliableDictionary.TryGetValueAsync や IReliableQueue.TryPeekAsync があります。
リライアブル ディクショナリとリライアブル キューでは、"自身の書き込みの読み取り" がサポートされます。 つまり、トランザクション内でのすべての書き込みは、同じトランザクションで行われる次の読み取りによって認識されるということです。
Locks
Reliable Collection では、すべてのトランザクションは緻密な 2 段階ロックを実装しています。つまり、トランザクションが中止またはコミットのいずれかで終了するまで、取得したロックを解放しないということです。
Reliable Dictionary では、1 つのエンティティ操作のすべてに対して、行レベルのロックを使用します。
Reliable Queue では、コンカレンシーよりもトランザクション FIFO プロパティの厳密さが優先されます。
リライアブル キューでは操作レベルのロックが使用され、TryPeekAsync と TryDequeueAsync のどちらかまたは両方が含まれるトランザクションと EnqueueAsync が含まれるトランザクションを一度に実行できます。
FIFO の保持のため、TryPeekAsync または TryDequeueAsync により Reliable Queue が空であると認識されたことがある場合、EnqueueAsync のロックも行われることに注意してください。
書き込み操作は、常に排他的ロックを取得します。 読み取り操作では、いくつかの要因に応じてロックが行われます。
- スナップショット分離を使用して行う読み取り操作ではロックは使用されません。
- 反復可能読み取り操作では、既定で共有ロックを取得します。
- ただし、反復可能な読み取りをサポートするすべての読み取り操作の場合、ユーザーは共有ロックではなく更新ロックを要求できます。 更新ロックは、複数トランザクションにおいて、後で必要になるかもしれない更新のためにリソースをロックするときに発生する一般的な形式のデッドロックを防ぐための非対称ロックです。
次に示すのは、ロックの互換性対応表です。
| 要求\許可 | なし | 共有 | 更新 | 排他的 |
|---|---|---|---|---|
| 共有 | 競合なし | 競合なし | Conflict | Conflict |
| 更新 | 競合なし | 競合なし | Conflict | Conflict |
| 排他的 | 競合なし | Conflict | Conflict | Conflict |
デッドロック検出のために、Reliable Collection API のタイムアウト引数が使用されます。 たとえば、2 つのトランザクション (T1 と T2) が K1 を読み取って更新しようとしているとします。 いずれも共有ロックを取得することになるため、両方にデッドロックが発生する可能性があります。 この場合、一方または両方の操作がタイムアウトになります。このシナリオでは、更新ロックによってこのようなデッドロックが回避される可能性があります。