Controlo de Dados Distribuídos - Protocolo 2PL
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Questions and Answers

Quais são as duas fases do Protocolo de Bloqueio em Duas Fases (2PL)?

Fase de Crescimento e Fase de Contração.

Quais são os tipos de bloqueios utilizados no 2PL e suas funções?

Bloqueio Partilhado (permite leitura simultânea) e Bloqueio Exclusivo (permite acesso exclusivo para escrita).

Quais são as principais vantagens do Protocolo de Bloqueio em Duas Fases?

Garante a serializabilidade das transações e evita inconsistências nos dados.

O que caracteriza o 2PL Estrito e quais suas vantagens?

<p>Mantém bloqueios de escrita até o fim da transação, evitando reversões em cascata e garantindo recuperabilidade.</p> Signup and view all the answers

Quais as desvantagens do 2PL Estrito?

<p>Reduz a concorrência, pois os bloqueios permanecem por mais tempo.</p> Signup and view all the answers

Como funciona o 2PL Centralizado e quais suas desvantagens?

<p>Um nó central gerencia todos os bloqueios, mas se ele falhar, o sistema pode ficar indisponível.</p> Signup and view all the answers

Quais são as vantagens do 2PL Totalmente Distribuído?

<p>É mais robusto e escalável, pois não possui um único ponto de falha.</p> Signup and view all the answers

Quais problemas podem surgir no 2PL Totalmente Distribuído?

<p>Deadlocks distribuídos e complexidade na implementação.</p> Signup and view all the answers

Como o Protocolo de Ordenação por Marcas Temporais garante a serializabilidade?

<p>Cada transação recebe uma marca temporal única e as operações são ordenadas com base nessas marcas, permitindo que transações mais antigas se sobreponham às mais novas.</p> Signup and view all the answers

Quais são as três fases do Protocolo Baseado em Técnicas Otimistas?

<p>As fases são: Fase de Leitura, Fase de Validação e Fase de Escrita.</p> Signup and view all the answers

O que caracteriza o Protocolo de Snapshot Isolation?

<p>Cada transação opera em uma 'fotografia' consistente do banco de dados, onde as mudanças feitas por ela não são visíveis até a confirmação.</p> Signup and view all the answers

Como podem ser prevenidos os deadlocks em sistemas de gestão de transações?

<p>Deadlocks podem ser prevenidos ao impor uma ordem global de aquisição de bloqueios e abortar transações que tentem causar deadlocks.</p> Signup and view all the answers

Descreva a função dos logs e checkpoints na gestão de falhas e recuperação.

<p>Os logs registram operações para recuperação após falhas, enquanto os checkpoints salvam o estado do sistema periodicamente para acelerar a recuperação.</p> Signup and view all the answers

Qual a diferença entre consistência forte e consistência eventual?

<p>Consistência forte requer que todas as réplicas tenham os mesmos dados após cada transação, enquanto a consistência eventual permite que as réplicas sejam temporariamente inconsistentes antes de convergir.</p> Signup and view all the answers

Como os protocolos 2PC e 3PC garantem a atomicidade em transações distribuídas?

<p>Esses protocolos garantem que todas as partes envolvidas em uma transação concordem antes da confirmação final, assegurando que a transação seja concluída ou revertida como um todo.</p> Signup and view all the answers

Quais são as vantagens do Protocolo Baseado em Técnicas Otimistas?

<p>Ele evita overheads de bloqueios e é excelente para sistemas com conflitos raros, como aplicações intensivas em leitura.</p> Signup and view all the answers

O que ocorre durante a fase de validação no Protocolo Baseado em Técnicas Otimistas?

<p>Na fase de validação, verifica-se se houve conflitos com outras transações antes de confirmar as operações.</p> Signup and view all the answers

Como a gestão de falhas lida com desafios como falhas parciais e partições de rede?

<p>A gestão de falhas implementa técnicas como replicação de dados e monitoração do sistema para assegurar a integridade e disponibilidade dos dados.</p> Signup and view all the answers

Study Notes

Controlo de Dados Distribuídos

  • Os protocolos de bloqueio, como o 2PL, são cruciais para a gestão de transações em sistemas distribuídos.
  • O 2PL divide as transações em duas fases: crescimento (aquisição de bloqueios) e contração (liberação de bloqueios).

Protocolo de Bloqueio em Duas Fases (2PL)

  • Tipos de Bloqueios:
  • Partilhado: Permite leituras simultâneas.
  • Exclusivo: Permite apenas uma transação escrever em um recurso.
  • Vantagens:
  • Garante a serializabilidade, evitando inconsistências.
  • Desvantagens:
  • Predisposição a deadlocks (bloqueios mútuos).

Variantes do 2PL

2PL Estrito

  • Descrição: Mantém bloqueios de escrita até o fim da transação.
  • Vantagens:
  • Evita reversões em cascata.
  • Garante recuperabilidade.
  • Desvantagens:
  • Reduz a concorrência.

2PL Centralizado

  • Funcionamento:
  • Um nó central controla todos os bloqueios.
  • Vantagens:
  • Implementação simples e com coordenação centralizada.
  • Desvantagens:
  • Ponto único de falha.
  • Gargalo em sistemas grandes.

2PL Totalmente Distribuído

  • Funcionamento:
  • Cada nó gerencia bloqueios localmente para seus recursos.
  • Vantagens:
  • Maior robustez (sem ponto único de falha).
  • Escalabilidade.
  • Desvantagens:
  • Maior complexidade e maior chance de deadlocks distribuídos.

Protocolos de Concorrência

Protocolo de Ordenação por Marcas Temporais (Timestamp Ordering)

  • Funcionamento:
  • Cada transação recebe um timestamp único.
  • As operações são ordenadas por timestamp.
  • Vantagens:
  • Garante serializabilidade sem bloqueios e evita deadlocks.
  • Desvantagens:
  • Transações podem ser abortadas com frequência em caso de conflitos.
  • Tipos de Operações:
  • Leitura: Uma transação pode ler um dado se nenhuma mais recente o tiver escrito.
  • Escrita: Uma transação pode escrever se nenhuma mais recente o tiver lido ou escrito.

Protocolo Baseado em Técnicas Otimistas

  • Funcionamento:
  • Assume poucos conflitos.
  • Três fases: Leitura, Validação e Escrita.
  • Vantagens:
  • Evita overheads de bloqueios.
  • Bom para aplicações de leitura intensiva.
  • Desvantagens:
  • Custo elevado de validação em ambientes com alta concorrência.
  • Transações podem ser abortado frequentemente.

Protocolo de Snapshot Isolation (SI)

  • Funcionamento:
  • Cada transação executa num snapshot consistente do banco de dados no início.
  • Vantagens:
  • Evita bloqueios explicitamente.
  • Desvantagens:
  • Pode não garantir serializabilidade em todos os cenários.

Controle de Deadlocks

  • Soluções:
  • Prevenção:
  • Impor regras para evitar deadlocks (ex: ordem global de aquisição de bloqueios).
  • Realizar aborto de transações com potencial de causar deadlock.
  • Detecção e Resolução:
  • Monitorar e identificar ciclos em grafos de dependência entre transações.
  • Abortar transações para quebrar ciclos.

Gestão de Falhas e Recuperação

  • Técnicas:
  • Logs e Checkpoints:
  • Logs: Registam ações para recuperação após falhas.
  • Checkpoints: Guardam o estado do sistema para acelerar recuperação.
  • Replicação de Dados: Cria cópias dos dados em diferentes nós, aumentando a tolerância a falhas.
  • Desafios:
  • Falhas parciais, e partições da rede.

Técnicas para Garantir Consistência e Atomicidade

  • Consistência:

  • Modelos de Consistência:

  • Forte: Todas as réplicas têm os mesmos dados após uma transação.

  • Eventual: As réplicas convergem para o mesmo estado, mas podem ser provisoriamente inconsistentes.

  • Snapshot Isolation: Cada transação vê o banco de dados como uma "fotografia" consistente no momento do início.

  • One-Copy Serializability: Garante que transações em réplicas têm o mesmo efeito de uma única fonte.

  • Atomicidade:

  • Transações Distribuídas: Protocolos como 2PC e 3PC garantem que transações sejam todas concluídas ou abortadas.

  • Abort e Rollback: Reverter alterações em caso de falhas para manter o estado anterior.

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Este quiz explora os conceitos fundamentais do Protocolo de Bloqueio em Duas Fases (2PL) e suas variantes. Discuta os tipos de bloqueios, vantagens e desvantagens, incluindo o 2PL Estrito e Centralizado. Teste seus conhecimentos sobre a gestão de transações em sistemas distribuídos.

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