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<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
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<title>Clase 5 - CONCURRENCIA</title>
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</style>
</head>
<body>
<div class="reveal">
<div class="slides">
<section>
<h2>Concurrencia</h2>
<p>
Aprendamos a manejar <u>sistemas multi-usuario</u> de forma
<u>correcta</u>!
</p>
</section>
<section data-transition="fade-out">
<h3>Concurrencia</h3>
<p class="fragment">
¿Quien se encarga de garantizar que la concurencia no afecte la
correctitud de mi applicación?
</p>
<p class="fragment">
Es decir, quien garantiza que la aplicación se comporta de la misma
forma si es utilizada de forma mono-usuario vs multi-usuario?
</p>
</section>
<section data-transition="fade-in">
<h3>Concurrencia</h3>
<p class="fragment">¿La Base de Datos? o ¿la Aplicación?</p>
<p class="fragment">
¿Puede como desarrollador desentenderme completamente total la BD se
encarga de todo? ¿Tengo que escribir código de cierta forma para
garantizar correctitud o simplemente delego en la BD y me desentiendo?
</p>
</section>
<section data-transition="fade-in">
<h3>Concurrencia</h3>
<p class="fragment"><b>Nunca</b> puedo desentenderme!</p>
<p class="fragment">
Es una combinación entre la BD y la Aplicación que puede variar
segun el caso de uso que quiero implementar.
</p>
</section>
<section data-transition="fade-in">
<h3>Concurrencia</h3>
<p class="fragment">
Las <b>base de datos</b> gestionan la concurrencia dentro del
contexto de una <b>Transacción</b>.
</p>
<p class="fragment">
¿Cuál o cuales de las propiedades <strong>ACID</strong> estan
relacionadas con la concurrencia?
</p>
<p class="fragment">
I: Isolation.
<span class="fragment"
><u>Aislamiento</u> de las transacciones.</span
>
<span class="fragment"
>Supone que cada Tx se ejecuta en serie.</span
>
</p>
<p class="fragment">
Niveles de Aislamiento: <b>Trade-off</b> entre correctitud de los
datos vs alta concurrencia.
</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<h4>Niveles de Aislamiento (ANSI SQL)</h4>
<ol>
<li class="fragment" data-fragment-index="1">Read Uncommited</li>
<li class="fragment" data-fragment-index="1">Read Commited</li>
<li class="fragment" data-fragment-index="1">Repeatable Read</li>
<li class="fragment" data-fragment-index="1">Serializable</li>
</ol>
<p class="fragment" data-fragment-index="2">
¿Que Base de Datos estan usando? ¿Saben en que nivel de aislamiento
esta ejecutándose?
</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<h4>Isolation Levels (ANSI SQL)</h4>
<p class="fragment" data-fragment-index="3">
PostgreSQL, Oracle y MS SQL Server por defecto usan Read Committed.
MySQL y MariaDB en Repeatable Read.
</p>
<p class="fragment">
Por defecto, las BDs relacionales estan configuradas
<u>relajando</u> el aislamiento completo.
</p>
<p class="fragment">
El aislamiento completo no permite ejecutar transacciones en forma
concurrente. <b>Ojo: </b> Hablamos de MySQL con InnoDB, MyISAM no
soporta Transacciones.
</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p class="fragment">
¿Cuáles son los problemas que podemos encontrarnos al no configurar
la BD con aislamiento completo?
</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p>
<u>Dirty</u> <u>Read</u>: Sucede si una transacción lee datos
modificados por otra transacción que aún no comiteo.
</p>
<p class="fragment"><img src="imgs/dirty-read.png" /></p>
<p class="fragment">
<b>2. Read Committed</b> no permite esto. Bloqueando
lectura/escritura sobre datos modificados. Los bloqueos siempre se
liberan al terminar la Tx.
</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p>
<u>Unrepeatable</u> <u>Read</u>: Sucede si una transacción lee un
dato dos veces y la segunda vez es diferente a la primera.
</p>
<p class="fragment"><img src="imgs/unrepeatable-read.png" /></p>
<p class="fragment"><b>3. Repetable Read</b> no permite esto.</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p>
<u>Lost Updates</u> o <u>Last</u> <u>Commit</u> <u>Wins</u>: Dos
transacciones leen el mismo dato, la primera lo modifica y comitea y
la segunda hace lo mismo después.
</p>
<p class="fragment"><img src="imgs/last-commit-wins.png" /></p>
<p class="fragment"><b>3. Repeatable read</b> no permite esto.</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p>
<u>Phanton</u> <u>Read</u>: Ocurre cuando una transacción ejecuta
una query dos veces, y la segunda vez obtiene mas datos (o menos si
se borraron) que la primera.
</p>
<p class="fragment"><img src="imgs/phanton-read.png" /></p>
<p class="fragment"><b>4. Serialiable</b> no permite esto.</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<h4>Problema 1</h4>
<p class="fragment" data-fragment-index="1">
Ejemplo: Generar un <b>número único</b> para numerar por ejemplo una
Factura o Expediente que se resetea cada nuevo año.
</p>
<pre
class="fragment"
data-fragment-index="2"
><code class="java" code-trim data-noescape contenteditable style="font-size:18px">Tx begin
n = select numero_actual from nextnumber where año = AAAA;
n = n + 1;
-- n para el nuevo expediente
update nextnumber set numero_actual = n where año = AAAA;
Tx commit</code></pre>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p>Probemos esto en Java contra una base de datos PostgreSQL</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p class="fragment">
Para controlar la concurrencia existen dos estratégias, tanto a
nivel aplicación como a nivel BD:
</p>
<ul>
<li class="fragment">
<u>Pesimista</u>: Prevenir que pueda darse, principalmente utilizando
<b>locks</b>, tanto en forma explícita desde la aplicación o implícita cuando lo hace la Base de Datos segun el nivel de aislamiento.
</li>
<li class="fragment">
<u>Optimista</u>: No lo prevenimos, pero lo detectamos luego y rollbackeamos. De forma explícita desde la aplicación versionando los objetos o en forma implícita la BD utilizando MVCC (snapshot isolation).
</li>
</ul>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p class="fragment">
Supongamos el <b>problema</b> de NextNumber si estamos en una BD en READ COMMITED. ¿Cómo lo manejo en Objetos con JPA?
</p>
</section>
<section>
<h3>Java Persistence API (JPA)</h3>
<pre
class="fragment"
><code class="java" code-trim data-noescape contenteditable style="font-size:18px">@Entity
public class NextNumber {
@Id
private long id;
private int anio;
private int numberActual;
...
public int recuperarSiguiente() {
this.actual += 1;
return this.actual;
}
}</code></pre>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<h4>Estrategia Pesimista en JPA (select for update)</h4>
<pre class="fragment"><code class="java" code-trim data-noescape contenteditable style="font-size:18px">...
tx.begin();
TypedQuery<NextNumber> query = em.createQuery(
"from NextNumber where anio = :anioActual", NextNumber.class);
query.setParameter("anioActual", anioActual);
query.setLockMode(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE);
NextNumber number = query.getSingleResult(); // select for update
int siguiente = number.recuperarSiguiente();
//hacer algo con siguiten;
tx.commit();
...</code></pre><p class="fragment chico">select <b>for update</b> (locking explícito para escribir). <u>Ver documentación</u> de la BD, lockea la tabla entera? lockea solo las filas leidas? solo para escritura? o las lecturas también?</u></p>
</section>
<section>
<h3>Java Persistence API (JPA)</h3>
<h4>Estrategia Optimista en JPA</h4>
<pre
class="fragment"
><code class="java" code-trim data-noescape contenteditable style="font-size:18px">@Entity
public class NextNumber {
@Id
private long id;
private int anio;
private int numberActual;
@Version
private Long version;
...
public int recuperarSiguiente() {
this.actual += 1;
return this.actual;
}
}</code></pre>
<p class="fragment">
Definir la versión y luego manejar la excepción
<i>jakarta.persistence.OptimisticLockException</i>
</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<h4>Application Level Transaction</h4>
<p class="fragment">Se da cuando un caso de uso se realiza utilizando 2 o mas transacciones de base de datos</p>
<p class="fragment">También conocido como read-modify-write pattern. Ejemplos de un CMS:</p>
<ul>
<li class="fragment">Leo un blogpost de la BD, lo llevo a la UI. </li>
<li class="fragment">El usuario lee, revisa, modifica (think time), y finalmente presiona la acción para Guardar. </li>
<li class="fragment">Llega la petición al server, que dentro de una transacción persiste la modificación.</li>
</ul>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<h4>Application Level Transaction</h4>
<p class="fragment">Tengo que garantizar que ese caso de uso se ejecute sin que ocurra un <u>last update wins</u>.</p>
<p class="fragment">¿Algun nivel de Aislamiento lo previene?</p>
<p class="fragment"><u>Ninguno</u>! Application-Level Tx require de control de concurrencia a nivel aplicación.</p>
<p class="fragment">Para la base de datos, son transacciones separadas, no concurrentes!</p>
</section>
<section>
<h3>Concurrencia</h3>
<p class="fragment">
<b>Problema Compra Pasajes</b>:
</p>
<p class="fragment">
Se presentan los asientos del colectivo disponibles para un viaje 2 y el cliente elije el asiento 10.
</p>
<pre
class="fragment"
><code class="java" code-trim data-noescape contenteditable style="font-size:18px">Tx begin
ocupado = select 1 from asientos
where id_asiendo = 10 and ocupado = 1 and viaje = 2
if (ocupado)
throw new Exception("Lo siento, el asiento fue vendido");
update asientos set ocupado = 1
where id_asiendo = 10 and ocupado = 0 and viaje = 2
insert into asiento_vendido (10 (asiento), 2 (viaje), comprador_x)
Tx commit</code></pre>
<p class="fragment chico">No necesito version, puedo usar el flag ocupado.</p>
</section>
<section>
<h3>Referencias</h3>
<p><img src="imgs/hpjp-book.png" bord /></p>
<p>
High Performance Java Persistence (<a
href="https://vladmihalcea.com/books/high-performance-java-persistence/"
>Vlad Mihalcea</a
>)
</p>
</section>
</div>
</div>
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