-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 4
/
5.html
1285 lines (1154 loc) · 117 KB
/
5.html
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
<!doctype html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no">
<title>Datenbanken - Kapitel 5 - Mehrbenutzerbetrieb</title>
<link rel="stylesheet" href="reveal.js/dist/reset.css">
<link rel="stylesheet" href="reveal.js/dist/reveal.css">
<link rel="stylesheet" href="src/slides.css">
<link rel="stylesheet" href="src/sql.css">
<link rel="stylesheet" href="src/layout.css">
<link rel="stylesheet" href="lib/joint.min.css" />
<link rel="stylesheet" href="src/erd.css" />
<link rel="stylesheet" href="src/poll.css" />
<!-- Theme used for syntax highlighting of code -->
<script>
if(window.location.search.match( /print-pdf/gi )) {
document.getElementsByTagName("head")[0].innerHTML += '<link rel="stylesheet" href="src/routeros.css">';
} else {
document.getElementsByTagName("head")[0].innerHTML += '<link rel="stylesheet" href="src/rainbow.css">';
}
</script>
<!--<script defer src="lib/fontawesome.all.min.js"/>-->
<link href="lib/fontawesome.all.min.css" rel="stylesheet">
<style> .reveal i.fa { font-family:FontAwesome; font-style: normal; } </style>
</head>
<body>
<div class="reveal">
<div id="header"></div>
<div id="footer"></div>
<div class="slides">
<section>
<h4 style="text-align:center"><b>Prof. Dr.-Ing. Johannes Schildgen</b><br>
<a href="mailto:[email protected]">[email protected]</a></h4>
<h1>Datenbanken</h1>
<h3>Kapitel 5: Mehrbenutzerbetrieb</h3>
<h4 style="text-align:center"> </h4>
<img src="img/ccby.png" height="60px" style="position: absolute; left:0px; border:0; bottom:-160px;">
<img src="img/oth.png" height="60px" style="position: absolute; right:0px; border:0; bottom:-160px; box-shadow:none">
</section>
<section>
<h2>In diesem Kapitel...</h2>
<ul class="small">
<li>... definieren wir Sichten,</li>
<li data-hide-from="2V">... lernen, wie man DB-Benutzer und Rollen verwaltet,</li>
<li>... schauen wir uns das Transaktionenkonzept genauer an,</li>
<li>... erfahren wir, wie man Mehrbenutzeranomalien vermeidet</li>
<li>... und wie Recovery-Mechanismen funktionieren.</li>
</ul>
</section>
<section>
<h2>Datenabstraktion</h2>
<h4>Externe Ebene (Sichten / Views)</h4>
<p style="margin-left: 50px">Sicht auf eine Teilmenge des<br>logischen Schemas für eine<br>bestimmte Benutzergruppe</p>
<h4>Logische Ebene</h4>
<p style="margin-left: 50px">DB-Gesamt-Schema</p>
<h4>Physische Ebene</h4>
<p style="margin-left: 50px">Internes Schema / Speicherung der Daten</p>
<div id="svg_data_abstraction">
<div class="sl-block" data-block-type="text" data-block-id="f950b0fdfdb807f255affb1a7b9083e0" style="height: auto; min-width: 30px; min-height: 30px; width: 113px; left: 720px; top: 171px;">
<div class="sl-block-content yellow" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 10; border-style: solid; border-width: 1px;">
<p style="text-align: center; color: black;">Sicht</p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; min-width: 30px; min-height: 30px; width: 113px; left: 847px; top: 171px;" data-block-id="0784202251b42d7e07e357b78f9b8366">
<div class="sl-block-content yellow" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 11; border-style: solid; border-width: 1px;">
<p style="text-align: center; color: black;">Sicht</p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; min-width: 30px; min-height: 30px; width: 113px; left: 593px; top: 171px;" data-block-id="e9cc541a3e41d442b19ca7c018ea9df7">
<div class="sl-block-content yellow" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 12; border-style: solid; border-width: 1px;">
<p style="text-align: center; color: black;">Sicht</p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; min-width: 30px; min-height: 30px; width: 240px; left: 657px; top: 321px;" data-block-id="dd81c5662240a66c3473d3fcda17e1ea">
<div class="sl-block-content green" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 13; border-style: solid; border-width: 1px;">
<p style="text-align: center">log. Schema</p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; min-width: 30px; min-height: 30px; width: 240px; left: 657px; top: 449px;" data-block-id="fd7cb8aab0729402c95ce463dbdde65a">
<div class="sl-block-content orange" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 14; border-style: solid; border-width: 1px;">
<p style="text-align: center; color: black;">int. Schema</p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" data-block-id="97ebbb519a4283ff5083d5f69defcf07" style="width: auto; height: auto; min-width: 1px; min-height: 1px; left: 777px; top: 372px;">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="0" data-line-y1="200" data-line-x2="0" data-line-y2="113" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 15;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="1" height="87" viewBox="0 113 1 87">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="0" y1="190" x2="0" y2="117"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="2" x1="0" y1="190" x2="0" y2="117"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(0,117) rotate(0)" points="0,-4 4,4 -4,4"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; min-width: 1px; min-height: 1px; left: 657px; top: 222px;" data-block-id="f476360cc7585a7a646a5bfb96f8ebb6">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="0" data-line-y1="200" data-line-x2="-119" data-line-y2="101" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 16;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="119" height="99" viewBox="-119 101 119 99">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="0" y1="200" x2="-116" y2="104"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="2" x1="0" y1="200" x2="-116" y2="104"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(-116,104) rotate(-50.242)" points="0,-4 4,4 -4,4"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; min-width: 1px; min-height: 1px; left: 776px; top: 222px;" data-block-id="f7a3327b02cacd25d26952306df608a9">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="0" data-line-y1="200" data-line-x2="1" data-line-y2="101" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 17;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="1" height="99" viewBox="0 101 1 99">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="0" y1="200" x2="1" y2="105"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="2" x1="0" y1="200" x2="1" y2="105"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(1,105) rotate(0.579)" points="0,-4 4,4 -4,4"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; min-width: 1px; min-height: 1px; left: 777px; top: 222px;" data-block-id="0770aeffdb19bbad6e1b058c7b08b2aa">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="0" data-line-y1="200" data-line-x2="124" data-line-y2="101" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 19;"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="124" height="99" viewBox="0 101 124 99">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="0" y1="200" x2="121" y2="103"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="2" x1="0" y1="200" x2="121" y2="103"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(121,103) rotate(51.397)" points="0,-4 4,4 -4,4"></polygon>
</svg></div>
</div>
</div>
</section>
<section>
<h2>Datenabstraktion (Bsp.)</h2>
<h4>Externe Ebene (View für Webshop-Anwendung)</h4>
<table style="font-size:0.7em" data-fragment-index="0">
<thead>
<tr><th><u>Produktnr</u></th><th>Bezeichnung</th><th>Preis</th><th>Bewertung</th></tr>
<tr><td>17</td><td>Schokoriegel</td><td>0.89</td><td>4.5</td></tr>
<tr><td>29</td><td>Spülmaschinentabs</td><td>3.99</td><td>2.0</td></tr>
</table>
<h4>Logische Ebene</h4>
<div class="columns stretch">
<div style="margin-top:0px;">
<table style="font-size:0.7em" data-fragment-index="0">
<thead>
<tr><th><u>Produktnr</u></th><th>Bezeichnung</th><th>Preis</th></tr>
<tr><td>17</td><td>Schokoriegel</td><td>0.89</td></tr>
<tr><td>29</td><td>Spülmaschinentabs</td><td>3.99</td></tr>
</table>
</div>
<div style="margin-top:0px;">
<table style="font-size:0.7em" data-fragment-index="0">
<thead>
<tr><th><u>Kundennr</u></th><th><u>Produktnr</u></th><th>Bew</th></tr>
<tr><td>5</td><td>17</td><td>4</td></tr>
<tr><td>8</td><td>17</td><td>5</td></tr>
<tr><td>5</td><td>29</td><td>2</td></tr>
</table>
</div>
</div>
<p><b>Physische Ebene: </b>0010110000000100101111010101...</p>
</section>
<section>
<h2>Sichten / Views in SQL</h2>
<div class="trackinfo"><i class="fas fa-headphones"></i> 94-96</div>
<table style="font-size:0.7em" data-fragment-index="0">
<thead>
<tr><th><u>Produktnr</u></th><th>Bezeichnung</th><th>Preis</th><th>Hersteller</th><th>Bewertung</th></tr>
<tr><td>17</td><td>Schokoriegel</td><td>0.89</td><td>Monsterfood</td><td>4.5</td></tr>
<tr><td>18</td><td>Müsliriegel</td><td>1.19</td><td>Monsterfood</td><td>-</td></tr>
<tr><td>29</td><td>Spülmaschinentabs</td><td>3.99</td><td>Calgonte</td><td>2.0</td></tr>
</table>
<pre><code class="sql" data-trim>CREATE VIEW produkte_view AS
SELECT P.produktnummer, P.bezeichnung, P.preis, P.hersteller,
AVG(B.sterne) AS bewertung
FROM produkte P LEFT JOIN bewertungen B
ON P.produktnummer = B.produktnummer
GROUP BY P.produktnummer, P.bezeichnung, P.preis, P.hersteller
</code></pre>
<pre><code class="hlsql" data-trim contenteditable>SELECT * FROM produkte_view</code></pre>
<aside class="notes">Eine View ist eine Art virtuelle Tabelle. Sie wird definiert über einen Namen und eine SELECT-Anfrage. Sie kann genau wie Tabellen in der FROM-Klausel in SELECT-Anfragen abgefragt werden. In der hier dargestellten Anfrage wird ein Left-Join verwendet, damit auch Produkte, die nie bewertet wurden, im Ergebnis auftauchen.</aside>
</section>
<section>
<h2>Views / Sichten in SQL</h2>
<pre><code class="hlsql" data-trim contenteditable>CREATE VIEW teure_produkte AS SELECT * FROM produkte
WHERE preis > 10;</code></pre>
<pre><code class="hlsql" data-trim contenteditable>SELECT * FROM teure_produkte WHERE hersteller = 'Monsterfood'</code></pre>
<p class="small" style="margin-left: 2cm;">wird ausgeführt als:</p>
<pre><code class="hlsql" data-trim contenteditable>SELECT * FROM (SELECT * FROM produkte WHERE preis > 10)
WHERE hersteller = 'Monsterfood'
</code></pre>
<div class="poll fragment" style="bottom:-260px">
<h1>SELECT * FROM produkte WHERE preis > 10 AND hersteller = 'Monsterfood'</h1>
<ul>
<li>Liefert etwas komplett anderes</li>
<li>Gibt das gleiche zurück, ist aber schneller</li>
<li>Gibt das gleiche zurück, ist aber langsamer</li>
<li data-poll="correct">Gibt das gleiche zurück und ist gleich schnell</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<aside class="notes">Erfolgt eine Abfrage auf eine View, wird der Name der View durch die Anfrage ersetzt, über die die View definiert ist. Danach erfolgen Optimierungen, sodass die hier dargestellt Anfrage äquivalent ist zu <code>SELECT * FROM produkte WHERE preis > 10 AND hersteller = 'Monsterfood'</code>. Anfragen auf Sichten sind nicht langsamer als die hinter der Sicht stehende Abfrage direkt auszuführen, sie sind aber auch nicht schneller.</aside>
</section>
<section>
<h2>Einsatzszenarios von Views</h2>
<h4>Vereinfachung / Speicherung von Anfragen</h4>
<pre><code class="hlsql" data-trim contenteditable>CREATE VIEW produkte_view AS ... </code></pre>
<h4>Datenunabhängigkeit</h4>
<p class="small">Anwendungen greifen über View auf Daten zu; unabhängig, wie die tatsächlichen Tabelle aussehen.</p>
<h4>Datenschutz</h4>
<p class="small">Benutzern wird nur der Zugriff auf die View gewährt, nicht auf die zugrundeliegenden Tabellen.</p>
<aside class="notes">Wenn Operationen wie Joins oder Aggregationen immer wieder in Anfragen vorkommen, kann man diese in eine View platzieren und damit den Zugriff vereinfachen. So sind auch Denormalisierungen von normalisierten Tabellen mittels Sichten möglich.</aside>
</section>
<section data-hide-from="2V">
<h3>CHECK OPTION</h3>
<div class="trackinfo"><i class="fas fa-headphones"></i> 106</div>
<p class="small">INSERT, UPDATE und DELETE sind auf simplen Projektion/Selektion-Views erlaubt.</p>
<pre><code class="hlsql" data-trim contenteditable>CREATE VIEW teure_produkte AS SELECT * FROM produkte
WHERE preis > 10;</code></pre>
<p class="small">INSERT / UPDATE funktioniert ohne Überprüfung des WHERE-Prädikats.</p>
<div class="fragment">
<h4>WITH CHECK OPTION</h4>
<pre><code class="hlsql" data-trim contenteditable>CREATE VIEW teure_produkte AS SELECT * FROM produkte
WHERE preis > 10 WITH CHECK OPTION;</code></pre>
<p class="small">Das einzufügende oder zu ändernde Tupel muss das WHERE-Prädikat erfüllen.</p>
</div>
<div class="poll fragment" style="bottom:-160px">
<h1>INSERT INTO teure_produkte (produktnr, bezeichnung, preis) VALUES (123, 'X', 5)</h1>
<ul>
<li>funktioniert nie</li>
<li>funktioniert in den beiden hier gezeigten Sichten nicht</li>
<li data-poll="correct">funktioniert in der oberen, aber nicht in der unteren Sicht</li>
<li>funktioniert in der unteren, aber nicht in der oberen Sicht</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<aside class="notes">Ein <code>INSERT INTO teure_produkte</code> ist hier möglich. Im unteren Fall jedoch nur, wenn das neue Produkt auch einen Preis von mehr als 10 EUR hat. <code>WITH CHECK OPTION</code> ist eine Kurzschreibweise für <code>WITH LOCAL CHECK OPTION</code>. Wenn eine View mit dieser Option eine andere View in der FROM-Klausel hat, wird nicht das Prädikat der anderen View überprüft, außer: Für diese ist ebenfalls eine CHECK OPTION gesetzt, oder wir spezifizieren für die View: <code>WITH CASCADED CHECK OPTION</code>.</aside>
</section>
<section data-hide-from="2V">
<h2>Materialisierte Sichten</h2>
<div class="trackinfo"><i class="fas fa-headphones"></i> 98</div>
<p class="small">Views sind nur virtuell, sie speichern nicht wirklich Daten.</p>
<p class="small">Materialisierte Sichten jedoch speichern physisch das Ergebnis der dahinterstehenden Anfrage.</p>
<pre style="width: 95%;"><code class="hlsql" data-trim contenteditable>CREATE MATERIALIZED VIEW anz_produkte AS
SELECT COUNT(*) as anz FROM produkte;</code></pre>
<h4>REFRESH MATERIALIZED VIEW</h4>
<pre style="width: 95%;"><code class="sql" data-trim contenteditable>SELECT * FROM anz_produkte; -- zeigt an: 8
INSERT INTO produkte (produktnr, bezeichnung) values (123, 'X');
SELECT * FROM anz_produkte; -- zeigt immer noch 8
REFRESH MATERIALIZED VIEW anz_produkte;
SELECT * FROM anz_produkte; -- zeigt nun 9</code></pre>
<aside class="notes">Beim Erstellen einer materialisierten Sicht, wird diese initial mit dem Anfrageergebnis befüllt. Es gibt Datenbankmanagementsysteme, die ein automatisches Auffrischen unterstützen. Dies erfolgt, wenn sich die Daten in den Basistabellen ändern. In PostgreSQL ist beinhaltet die materialisierte Sich in diesen Fällen veraltete Daten. Mit <code>REFRESH MATERIALIZED VIEW</code> kann ein Auffrischen angestoßen werden.</aside>
</section>
<section data-hide-from="2V">
<h3><b style="color: rgba(66, 169, 170, 0.99);">Benutzer</b> und <span style="color:#5473b9;">Rollen</span></h3>
<div class="trackinfo"><i class="fas fa-headphones"></i> 97</div>
<pre style="margin-top: -3mm;"><code class="hlsql" data-trim contenteditable>CREATE USER doktor_x WITH PASSWORD 'geheimespasswort1';
CREATE USER schwester_y WITH PASSWORD 'geheimespasswort2';
CREATE USER big_boss WITH PASSWORD 'geheimespasswort3';
CREATE USER ninja WITH PASSWORD 'geheimespasswort4';
</code></pre>
<div id="users_roles"><div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 97px; left: 303px; top: 361px;" data-block-id="cf0f9578dc297f96836c8564b5ee566d">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 10; font-size: 300%;">
<p style="text-align: center; font-size: 60%;"><i class="blue fas fa-stethoscope"></i></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 97px; left: 199px; top: 454px;" data-block-id="f9d18d57b18081851467dffc45b2713a">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 11; font-size: 300%;">
<p style="text-align: center; margin-top: 5mm; font-size: 80%;"><i class="green fas fa-user-md"></i></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 97px; left: 400px; top: 454px;" data-block-id="a1f37fc54654159aec65123df5729ca5">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 12; font-size: 300%;">
<p style="text-align: center; margin-top: 5mm; font-size: 80%;"><i class="green fas fa-user-nurse"></i></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 97px; left: 567px; top: 454px;" data-block-id="2096fb78d3154bc4825082e05048e841">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 13; font-size: 300%;">
<p style="text-align: center; margin-top: 5mm; font-size: 80%;"><i class="green fas fa-user-tie"></i></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 257px; top: 440px;" data-block-id="dc95b17d39fdb0bf373a87986b8142de">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="112" data-line-y1="63" data-line-x2="173" data-line-y2="24" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 14;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="61" height="39" viewBox="112 24 61 39">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="112" y1="63" x2="168" y2="27"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="4" x1="112" y1="63" x2="168" y2="27"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(168,27) rotate(57.407)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 385px; top: 440px;" data-block-id="a6e4eebbfe1d3ad0e621959f6bb7eed1">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="112" data-line-y1="63" data-line-x2="50" data-line-y2="25" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 15;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="62" height="38" viewBox="50 25 62 38">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="112" y1="63" x2="55" y2="28"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="4" x1="112" y1="63" x2="55" y2="28"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(55,28) rotate(-58.496)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 97px; left: 400px; top: 269px;" data-block-id="3fc974d55082bec3a6fd9516fc656719">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 18; font-size: 300%;">
<p style="text-align: center; font-size: 60%;"><i class="blue fas fa-hospital-alt"></i></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 486px; top: 361px;" data-block-id="19a16e8abf0bb71e1df1967b213964d5">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="131" data-line-y1="157" data-line-x2="18" data-line-y2="39" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 19;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="113" height="118" viewBox="18 39 113 118">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="131" y1="157" x2="22" y2="43"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="4" x1="131" y1="157" x2="22" y2="43"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(22,43) rotate(-43.76)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 97px; left: 720px; top: 454px;" data-block-id="4dbb3a72b70e356a0db2b01ecf525821">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 20; font-size: 300%;">
<p style="text-align: center; margin-top: 5mm; font-size: 80%;"><i class="green fas fa-user-ninja"></i></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 373px; top: 351px;" data-block-id="eb7867c7a8ba6d26d4a6cc2c885ef175">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="131" data-line-y1="157" data-line-x2="174" data-line-y2="125" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 21;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="43" height="32" viewBox="131 125 43 32">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="131" y1="157" x2="169" y2="129"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="4" x1="131" y1="157" x2="169" y2="129"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(169,129) rotate(53.344)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 97px; left: 574px; top: 269px;" data-block-id="54652319d1bd580533b32344f2b28fba">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 22; font-size: 300%;">
<p style="text-align: center; font-size: 60%;"><i class="blue fas fa-money-bill-alt"></i></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 622px; top: 367px;" data-block-id="dbc6be64b1113df5fdb6e55634282c31">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="102" data-line-y1="63" data-line-x2="103" data-line-y2="-44" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 23;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="1" height="107" viewBox="102 -44 1 107">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="102" y1="63" x2="103" y2="-38"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="4" x1="102" y1="63" x2="103" y2="-38"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(103,-38) rotate(0.535)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div></div>
<aside class="notes">Die Data Control Language (DCL) wird genutzt, um Benutzer und Rollen anzulegen. Hier legen wir vier Benutzer an. Diese können sich mit dem angegebenen Nutzernamen und Passwort mit der Datenbank verbinden. In PostgreSQL sind Benutzer und Rollen übrigens das gleiche. <code>CREATE USER</code> ist lediglich ein Alias für <code>CREATE ROLE</code>.</aside>
</section>
<section data-hide-from="2V">
<h3><span style="color: rgba(66, 169, 170, 0.99);">Benutzer</span> und <b style="color:#5473b9;">Rollen</b></h3>
<pre style="margin-top: -3mm;"><code class="hlsql" data-trim contenteditable>CREATE ROLE klinikpersonal;
GRANT klinikpersonal TO doktor_x, schwester_y;
CREATE ROLE mitarbeiter;
GRANT mitarbeiter TO big_boss, klinikpersonal;
CREATE ROLE finanzen;
GRANT finanzen TO big_boss;
</code></pre>
<div data-clone="users_roles"></div>
</section>
<section data-hide-from="2V">
<h3>GRANT: Berechtigung erteilen</h3>
<div class="trackinfo"><i class="fas fa-headphones"></i> 97</div>
<p class="small">GRANT <Recht> ON <Objekt> TO <Benutzer oder Rolle></p>
<pre class="fragment"><code class="sql" data-trim contenteditable>--Mitarbeiter dürfen sich mit der Datenbank verbinden
GRANT CONNECT ON klinik_db TO mitarbeiter;</code></pre>
<pre class="fragment"><code class="sql" data-trim contenteditable>--Die Finanzabteilung darf die Tabelle Reisekosten lesen
GRANT SELECT ON klinik.reisekosten TO finanzen;</code></pre>
<pre class="fragment"><code class="sql" data-trim contenteditable>--Doktor X darf alles auf der Patienten-Tabelle machen
GRANT ALL PRIVILEGES ON klinik.patienten TO doktor_x;</code></pre>
<pre class="fragment"><code class="sql" data-trim contenteditable>--Schwester Y darf Patienten einsehen, erstellen und ändern
GRANT SELECT, INSERT, UPDATE ON klinik.patienten TO schwester_y;</code></pre>
<pre class="fragment"><code class="sql" data-trim contenteditable>GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA klinik TO big_boss;</code></pre>
<pre class="fragment"><code class="sql" data-trim contenteditable>GRANT SELECT ON klinik.raeume TO PUBLIC; -- Das darf jeder</code></pre>
<aside class="notes">Mit dem GRANT-Befehl wird festgelegt, <b>wer</b> auf <b>welchem</b> Objekt <b>was</b> machen darf. Hinter dem Stichwort <code>ON</code> steht das Objekt. Für das CONNECT-Recht ist dies eine Datenbank. Bei den anderen hier angegeben Privilegien steht hinter dem Stichwort <code>ON</code> eine oder mehrere Tabellen, oder alle Tabellen eines Schemas. In der Rolle PUBLIC sind alle Benutzer.</aside>
</section>
<section data-hide-from="2V">
<h3>REVOKE: Berechtigung entziehen</h3>
<pre><code class="sql" data-trim contenteditable>GRANT SELECT ON klinik.raeume TO PUBLIC;</code></pre>
<pre><code class="sql" data-trim contenteditable>CREATE VIEW klinik.raeume_view AS
SELECT * FROM klinik.raeume WHERE gebaeude IN (10,12,13,15);
</code></pre>
<p class="small">REVOKE <Recht> ON <Objekt> FROM <Benutzer oder Rolle></p>
<pre><code class="sql" data-trim contenteditable>REVOKE SELECT ON klinik.raeume FROM PUBLIC;</code></pre>
<pre><code class="sql" data-trim contenteditable>GRANT SELECT ON klinik.raeume_view TO PUBLIC;</code></pre>
<div class="poll fragment" style="bottom:-260px">
<h1>Alle Benutzer außer Peter sollen ein SELECT auf T machen dürfen.</h1>
<ul>
<li>GRANT SELECT ON T TO PUBLIC; REVOKE SELECT ON T FROM Peter;</li>
<li data-poll="correct">Rolle R erstellen, in der alle außer Peter sind. GRANT SELECT ON T TO R;</li>
<li>Das geht nicht</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<aside class="notes">Wichtig: Man kann nur Rechte entziehen, die man genau so auch erteilt hat. Man kann im gezeigten Beispiel nicht das Recht nur gewissen Benutzern der Rolle PUBLIC entziehen (nur allen). Genau so kann nach einem GRANT ALL PRIVILEGES nicht lediglich das INSERT-Recht o. ä. entzogen werden. REVOKE macht also ein GRANT wieder vollständig rückgängig. Im hier gezeigten Beispiel erstellen wir eine Sicht aus Gründen der <b>Row-Level-Security</b>. Wir möchten den Benutzern der Rolle PUBLIC nicht erlauben, alle Räume zu sehen, sondern lediglich Räume in den Gebäuden 10, 12, 13 und 15. Analog lässt sich auch <b>Column-Level-Security</b> realisieren. Man lässt einfach in der View-Definition Spalten weg, um den Zugriff nur auf bestimmte Spalten zu beschränken.</aside>
</section>
<section data-hide-from="2V">
<h3>GRANT OPTION</h3>
<p>Das Privileg, ein Privileg weiterzugeben.</p>
<pre style="width:100%"><code class="sql" data-trim>GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA klinik TO big_boss
WITH GRANT OPTION;</code></pre>
<pre style="width:100%" class="fragment"><code class="sql" data-trim>REVOKE GRANT OPTION FOR SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA klinik
FROM big_boss; -- nur GRANT OPTION entziehen, nicht das Recht</code></pre>
<h4 class="fragment">REVOKE ... CASCADE</h4>
<pre style="width:100%" class="fragment"><code class="sql" data-trim>-- Funktioniert nur, wenn das Recht nicht weitergegeben wurde
REVOKE SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA klinik FROM big_boss;</code></pre>
<pre style="width:100%" class="fragment"><code class="sql" data-trim>-- CASCADE: Entzieht das Recht auch allen, denen es weitergegeben wurde
REVOKE SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA klinik FROM big_boss CASCADE;</code></pre>
<aside class="notes">Der Benutzer big_boss hat das Recht, SELECT-Anfragen auf allen Tabellen und Views im Klinik-Schema auszuführen. Außerdem hat er das Recht, dieses Recht auch anderen Benutzern und Rollen zu geben. Intern wird gespeichert, wer wann wem welches Recht gegeben hat. Mit diesen Infos können dann z. B. Rechte wieder kaskadiert entzogen werden.</aside>
</section>
<section>
<h2>Transaktionen</h2>
<div class="trackinfo"><i class="fas fa-headphones"></i> 111</div>
<h4>ACID</h4>
<ul>
<li>Atomarität</li>
<li>Konsistenz</li>
<li>Isolation</li>
<li>Dauerhaftigkeit</li>
</ul>
<aside class="notes">Eine ACID-Transaktion erfüllt die Eigenschaften Atomarität (sie wird vollständig oder gar nicht ausgeführt), Konsistenz (sie hinterlässt die Datenbank in einem konsistenten Zustand), Isolation (sie wird von keinen anderen parallel laufenden Transaktionen beeinflusst) und Dauerhaftigkeit (sie speichert Änderungen persistent).</aside>
</section>
<section>
<h3>Commit / Rollback</h3>
<div class="trackinfo"><i class="fas fa-headphones"></i> 112-113</div>
<p class="small">Mit einer <code>commit</code>-Operation beendet man eine Transkation.<br><code>rollback</code> beendet ebenfalls die Transkation, sie führt jedoch zum Abort, sodass alle Änderungen rückgängig gemacht werden.</p>
<h4>Autocommit</h4>
<div class="columns">
<div style="width: 16cm;"><p class="small">DB-Anwendungen setzen Autocommit-Einstellung. Bei SQL-Clients wie dem DBeaver ist Autocommit standardmäßig an.</p></div>
<div style="width: 8cm;"><img src="img/5/autocommit.png" alt="DBeaver Autocommit" style="width:8cm" class="noborder"></div>
</div>
<div class="poll fragment" style="bottom:-220px">
<h1>Autocommit bedeutet, dass ein Commit automatisch wann ausgeführt wird?</h1>
<ul>
<li>nach jeder Transaktion</li>
<li data-poll="correct">nach jeder SQL-Anfrage</li>
<li>beim Schließen der DB-Verbindung</li>
<li>alle Paar Sekunden</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<aside class="notes">Autocommit bedeutet, dass jede SQL-Anfrage automatisch committet wird. Stelle man um auf manuelles Commit, muss man selbst eine <code>commit</code>-Operation ausführen, damit Änderungen wirklich in der Datenbank gespeichert werden. Ist Autocommit aus, kann die laufende Transaktion mittels <code>rollback</code> auch komplett zurückgerollt werden.</aside>
</section>
<section>
<h2>Atomarität</h2>
<p>Eine TA wird entweder ganz oder gar nicht ausgeführt.</p>
<pre class="fragment" style="width: 95%;"><code class="sql" data-trim>INSERT INTO hersteller VALUES ('Dogdog', 'England');
INSERT INTO produkte VALUES (129, 'Hundefutter', 8.95, 'Dogdog');
COMMIT;</code></pre>
<pre class="fragment" style="width: 95%;"><code class="sql" data-trim>INSERT INTO hersteller VALUES ('Techbob', 'USA');
INSERT INTO produkte VALUES (129, 'Laptop', 999.99, 'Techbob');</code></pre>
<p class="fragment small" style="color: red">SQL-Fehler [23505]: ERROR: duplicate key value violates unique constraint "produkte_pkey"
Detail: Key (produktnummer)=(129) already exists.</p>
<p class="fragment small">⇒ Die TA kann komplett zurückgerollt werden, sodass der Hersteller Techbob auch nicht eingefügt wird.</p>
<aside class="notes">In diesen und in den nun folgenden Beispielen ist Autocommit ausgestellt. Zunächst wird ein Hersteller und ein Produkt eingefügt und diese Transaktion erfolgreich mit einem Commit beendet. Dann folgen zwei INSERTs, wobei das zweite davon fehlschlängt. Nun lässt sich die Transaktion abbrechen, sodass nichts aus der Transaktion ausgeführt wurde.</aside>
</section>
<section>
<h2>Konsistenz</h2>
<p>Eine TA führt die Datenbank von einem konsistenten Zustand in wieder einen konsistenten Zustand.</p>
<pre class=""><code class="sql" data-trim>INSERT INTO produkte VALUES (129, 'Laptop', 999.99, 'Techbob');</code></pre>
<p class="small" style="color: red">SQL-Fehler [23505]: ERROR: duplicate key value violates unique constraint "produkte_pkey"
Detail: Key (produktnummer)=(129) already exists.</p>
<p class="small">Alle geltenden Integritätsbedingungen müssen zum Ende einer Transaktion erfüllt sein: Primärschlüssel-, Fremdschlüssel-, UNIQUE-, NOT NULL-, CHECK-Constraints, etc.</p>
<aside class="notes">Es ist erlaubt, dass in Mitten einer Transaktion die Datenbank in einem inkonsistenten Zustand ist. Aber spätestens beim Commit muss dafür gesorgt werden, dass alle Integritätsbedingungen erfüllt sind. Sind sie es nicht, kann die Transaktion nicht erfolgreich abschließen und wird abgebrochen und zurückgesetzt.</aside>
</section>
<section>
<h2>Isolation</h2>
<p>Parallel laufendende Transaktionen beeinflussen sich nicht.</p>
<h4>Mehrbenutzeranomalien</h4>
<ul class="small">
<li><b>Dirty Read</b>: TA<sub>2</sub> liest noch nicht committete Änderungen von TA<sub>1</sub></li>
<li><b>Lost Update</b>: TA<sub>1</sub> und TA<sub>2</sub> schreiben gleichzeitig; wer gewinnt?</li>
<li><b>Non-repeatable Read:</b> TA liest mal veraltete und mal aktualisierte Werte</li>
<li>...</li>
</ul>
<p>Ziel: Gefühlter Einbenutzerbetrieb!</p>
<aside class="notes">Um in Datenbanken eine hohe Performanz zu ermöglichen, ist es erlaubt, dass viele Transaktionen parallel laufen. Die dabei naturgemäß auftretenden Mehrbenutzeranomalien müssen dabei verhindert werden. Für eine Transaktion soll es sich so anfühlen, als ob sie die einzige gerade laufende Transaktion ist.</aside>
</section>
<section>
<h2>Dirty Read</h2>
<div class="columns">
<div style="width: 12cm;">TA<sub>1</sub>
<pre style="width: 12cm;"><code class="sql">SELECT preis FROM produkte
WHERE produktnr = 17; -- 0.89 EUR
UPDATE produkte
SET preis = 0
WHERE produktnr = 17;
</code></pre>
<pre style="width: 12cm; margin-top: -2cm;"><code class="fragment sql" data-fragment-index="2">ROLLBACK;</code></pre>
</div>
<div>TA<sub>2</sub>
<pre style="width: 12cm;"><code class="fragment sql" data-fragment-index="1">
SELECT preis FROM produkte
WHERE produktnr = 17; -- 0 EUR
COMMIT;
</code></pre>
</div>
</div>
<div class="poll fragment" style="bottom:-160px">
<h1>Was ist hier Dirty?</h1>
<ul>
<li>TA1</li>
<li>TA2</li>
<li data-poll="correct">Der Preis von Produkt 17</li>
<li>Rollback</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<aside class="notes">Es wäre ein Dirty Read, wenn TA<sub>2</sub> die noch nicht freigegebene Preisänderung von TA<sub>1</sub> sehen würde. Das Transaktions-Management-System (TMS) eines DBMS muss gewährleisten, dass Änderungen für andere Transaktionen erst nach dem Commit der Änderung sichtbar werden.</aside>
</section>
<section>
<h2>Lost Update</h2>
<div class="columns">
<div style="width: 12cm;">TA<sub>1</sub>
<pre style="width: 12cm;"><code class="sql">SELECT preis FROM produkte
WHERE produktnr = 17; -- 0.89 EUR
</code></pre>
<pre style="width: 12cm;" class="fragment" data-fragment-index="1"><code class="sql">UPDATE produkte
SET preis = preis + 0.1
WHERE produktnr = 17; -- 0.99 EUR
</code></pre>
<pre style="width: 12cm;" class="fragment" data-fragment-index="3"><code class="sql">COMMIT;</code></pre>
</div>
<div>TA<sub>2</sub>
<pre style="width: 12cm;"><code class="sql">SELECT preis FROM produkte
WHERE produktnr = 17; -- 0.89 EUR
</code></pre>
<pre style="width: 12cm;" class="fragment" data-fragment-index="2"><code class="sql">UPDATE produkte
SET preis = preis + 0.1
WHERE produktnr = 17; -- 0.99 EUR
</code></pre>
<pre style="width: 12cm;" class="fragment" data-fragment-index="4"><code class="sql">COMMIT;</code></pre>
</div>
</div>
<aside class="notes">Zwei Transkationen möchten den Preis eines Produktes um 10 Cent erhöhen. Als Endresultat sollte das Produkte also 0.89+0.1+0.1 = 1.09 EUR kosten. Da im gezeigten Szenario die Änderungen gleichzeitig und unisoliert passierten, trat ein Lost Update aus. Eine der beiden Änderungsoperationen ist verloren gegangen. Das Transaktions-Management-System muss solche Lost Updates verhindern, sodass der Endzustand der Datenbank äquivalent ist zu dem Endzustand, den die DB hätte, wenn die Transaktionen nicht gleichzeitig, sondern seriell hintereinander gelaufen wären.</aside>
</section>
<section>
<h2>Non-repeatable Read</h2>
<div class="columns">
<div style="width: 12cm;">TA<sub>1</sub>
<pre style="width: 12cm;"><code class="sql" data-trim>SELECT preis FROM produkte
WHERE produktnr = 17; -- 0.89 EUR
SELECT preis FROM produkte
WHERE produktnr = 17; -- 0.99 EUR
COMMIT;</code></pre>
</div>
<div class="poll fragment" style="bottom:-160px">
<h1>Was macht TA2?</h1>
<ul>
<li>INSERT ...;</li>
<li>UPDATE ...;</li>
<li>INSERT ... ; COMMIT;</li>
<li data-poll="correct">UPDATE ...; COMMIT;</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<div>TA<sub>2</sub>
<pre style="width: 12cm;"><code class="fragment sql">
UPDATE produkte
SET preis = preis + 0.1
WHERE produktnr = 17; -- 0.99 EUR
COMMIT;
</code></pre>
</div>
</div>
<aside class="notes">Im Einbenutzerbetrieb wäre es unmöglich, dass eine Transaktion zwei verschiedene Ergebnisse für die gleiche Abfrage erhält, außer sie hätte die Daten selbst geändert. Das TMS muss gewährleisten, dass in einem Fall, wie er hier gezeigt wird, wiederholtes Lesen stets das gleiche Ergebnis liefert.</aside>
</section>
<section>
<h2>Phantomproblem</h2>
<div class="columns">
<div style="width: 12cm;">TA<sub>1</sub>
<pre style="width: 12cm;"><code class="sql" data-trim>SELECT * FROM produkte
WHERE hersteller = 'Monsterfood';
-- 2 Produkte werden angezeigt
SELECT COUNT(*) FROM produkte
WHERE hersteller = 'Monsterfood';
-- Ergebnis: 3
COMMIT;</code></pre>
</div>
<div>TA<sub>2</sub>
<pre style="width: 12cm;"><code class="fragment sql">
INSERT INTO produkte
VALUES (..., 'Monsterfood');
COMMIT;
</code></pre>
</div>
</div>
<aside class="notes">Das Phantomproblem ist ähnlich zum Non-repeatable Read, bezieht sich jedoch auf während einer laufenden Transaktion neu hinzugefügte oder gelöschte Zeilen. TA<sub>1</sub> möchte alle Monsterfood-Produkte anzeigen und zusätzlich deren Anzahl (oder Preis-Summe, o.ä.) berechnen. Das Ergebnis ist inkonsistent, weil zwischenzeitlich TA<sub>2</sub> ein neues Produkt hinzugefügt hat.</aside>
</section>
<section>
<h2>Serialisierbarkeit</h2>
<div style="position: absolute; top: 10px; right:3px; font-size:120px"><i class="fas fa-random green"></i></div>
<p class="small">Jede Transaktion besteht aus Lese- und Schreibaktionen: $r_1(x), r_1(y), w_1(x), c_1$</p>
<h4>Serieller Ablauf</h4>
<p class="small" style="margin-top: -4mm;">Keine verzahnte Ausführung, z. B. $r_1(x), r_1(y), w_1(x), c_1, r_2(z), r_2(x), c_2, r_3(y), c_3$</p>
<h4>Serialisierbarkeit ("Final-State-serialisierbar")</h4>
<p class="small" style="margin-top: -4mm;">Ablauf ist serialisierbar, wenn Anfragen das gleiche Ergebnis liefern und DB im gleichen Zustand hinterlassen wird, wie bei irgendeinem seriellen Ablauf.</p>
<h4>Serialisierbarkeit ("Konflikt-serialisierbar")</h4>
<p class="small" style="margin-top: -4mm;">Ablauf ist serialisierbar, wenn es keine Zyklen im Serialisierbarkeitsgraphen gibt.</p>
<aside class="notes">Die Notation $r_1(x)$ bzw. $w_1(x)$ bedeutet, dass eine Transaktion 1 ein Objekt X (z. B. eine Tabelle, eine Zeile oder einen Spaltenwert) liest bzw. schreibt. $c_1$ ist das Commit von TA<sub>1</sub>. Final-State-Serialisierbarkeit ist schwierig zu überprüfen und außerdem kann auch rein zufällig das gleiche herauskommen wie bei einem seriellen Ablauf. Daher wird in der Regel auf Konflikt-Serialisierbarkeit überprüft.</aside>
</section>
<section>
<h2>Serialisierbarkeitsgraph</h2>
<h4>Konfliktoperationen</h4>
<ul>
<li>r → w</li>
<li>w → r</li>
<li>w → w</li>
</ul>
<p class="small">Von verschiedenen TAs auf gleichem Objekt.</p>
<p class="small">Im Serialisierbarkeitsgraphen sind die TA die Knoten und es gibt eine Kante von einer TA zu einer anderen, wenn Konfliktoperationen zwischen diesen existieren.</p>
</section>
<section>
<h2>Serialisierbarkeitsgraph</h2>
<p class="small">Beispiel: $r_1(x), w_1(y), r_2(x), w_1(x), w_3(y), w_3(x), c_1, c_2, c_3$</p>
<p class="small">Konfliktoperationen hier:</p>
<ul class="fragment small">
<li>$r_1(x) \rightarrow w_3(x)$</li>
<li>$w_1(y) \rightarrow w_3(y)$</li>
<li>$r_2(x) \rightarrow w_1(x)$</li>
<li>$r_2(x) \rightarrow w_3(x)$</li>
<li>$w_1(x) \rightarrow w_3(x)$</li>
</ul>
<div class="fragment">
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 164px; left: 722px; top: 170px;" data-block-id="bac83d9b29a51e3a4b046cfc6c3673e1">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 11; font-size: 300%;">
<p style="font-size:70%">TA<sub>1</sub></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 735px; top: 388.5px;" data-block-id="efe2b7f915bcb8e4bb9db6028bba6215">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="0" data-line-y1="0" data-line-x2="57" data-line-y2="0" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 12;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="57" height="1" viewBox="0 0 57 1">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="0" y1="0" x2="51" y2="0"></line>
<line class="line-element" stroke="#000000" stroke-width="4" x1="0" y1="0" x2="51" y2="0"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(51,0) rotate(90)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 838px; top: 279px;" data-block-id="5fb757cb6cb7997bdf02b16fd47328fd">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="112" data-line-y1="63" data-line-x2="152" data-line-y2="135" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 13;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="40" height="72" viewBox="112 63 40 72">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="112" y1="63" x2="149.0861424129282" y2="129.75505634327078"></line>
<line class="line-element" stroke="#000000" stroke-width="4" x1="112" y1="63" x2="149.0861424129282" y2="129.75505634327078"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(149.0861424129282,129.75505634327078) rotate(150.945)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 668px; top: 248px;" data-block-id="3dd154d88a733acf2cd62dca57d9d424">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="112" data-line-y1="63" data-line-x2="172" data-line-y2="-40" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 14;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="60" height="103" viewBox="112 -40 60 103">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="112" y1="63" x2="168.9799040311973" y2="-34.81550192022201"></line>
<line class="line-element" stroke="#000000" stroke-width="4" x1="112" y1="63" x2="168.9799040311973" y2="-34.81550192022201"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(168.9799040311973,-34.81550192022201) rotate(30.222)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 164px; left: 586px; top: 331px;" data-block-id="4f14a7b04309835f86c7c2935f03b455">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 15; font-size: 300%;">
<p style="font-size:70%">TA<sub>2</sub></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 164px; left: 796px; top: 331px;" data-block-id="beb8381f9c5769f2463503ffa09bc44f">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 16; font-size: 300%;">
<p style="font-size:70%">TA<sub>3</sub></p>
</div>
</div>
</div>
<p class="fragment small">Kein Zyklus im Serialisierbarkeitsgraphen ⇒ Der Ablauf ist serialisierbar</p>
<p class="fragment small">Äquivalenter serieller Ablauf: TA<sub>2</sub>, TA<sub>1</sub>, TA<sub>3</sub></p>
<aside class="notes">Um den Serialisierbarkeitsgraphen zu erzeugen, geht man wie folgt vor: Für jede Operation prüft man, ob Konfliktoperationen von einer anderen Transaktion auf dem gleichen Objekt zeitlich später folgen. Falls ja, erstellt man, falls noch nicht vorhanden, eine Kante von der ersten zur zweiten Transaktion. Manchmal gibt es mehrere äquivalente serielle Abläufpläne. Alle diese würden zum gleichen Ergebnis führen wie der gegebene verzahnte Ablauf.</aside>
</section>
<section>
<h2>Serialisierbarkeitsgraph</h2>
<p class="small">Anderes Beispiel: $r_1(x), w_1(x), r_2(x), w_1(x), w_3(y), w_3(x), c_1, c_2, c_3$</p>
<p class="small">Konfliktoperationen hier:</p>
<div class="poll fragment fade-in-then-out" style="bottom:-160px" data-fragment-index="1">
<h1>Welches ist hier eine Konfliktoperation?</h1>
<ul>
<li>r1(x) → w1(x)</li>
<li data-poll="correct">r2(x) → w1(x)</li>
<li>r1(x) → w3(y)</li>
<li>r1(x) → r2(x)</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<ul class="fragment small" data-fragment-index="2">
<li>$r_1(x) \rightarrow w_3(x)$</li>
<li>$w_1(x) \rightarrow r_2(x)$</li>
<li>$w_1(x) \rightarrow w_3(x)$</li>
<li>$r_2(x) \rightarrow w_1(x)$</li>
<li>$r_2(x) \rightarrow w_3(x)$</li>
<li>$w_1(x) \rightarrow w_3(x)$</li>
</ul>
<p class="fragment small" data-fragment-index="4">Zyklus im Serialisierbarkeitsgraphen ⇒ Der Ablauf ist nicht serialisierbar</p>
<div class="fragment" data-fragment-index="3">
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 164px; left: 722px; top: 170px;" data-block-id="bac83d9b29a51e3a4b046cfc6c3673e1">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 11; font-size: 300%;">
<p style="font-size:70%">TA<sub>1</sub></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 735px; top: 388.5px;" data-block-id="efe2b7f915bcb8e4bb9db6028bba6215">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="0" data-line-y1="0" data-line-x2="57" data-line-y2="0" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 12;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="57" height="1" viewBox="0 0 57 1">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="0" y1="0" x2="51" y2="0"></line>
<line class="line-element" stroke="#000000" stroke-width="4" x1="0" y1="0" x2="51" y2="0"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(51,0) rotate(90)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 712px; top: 273px;" data-block-id="efe2b7f915bcb8e4bb9db6028bba6215">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="102" data-line-y1="57" data-line-x2="64" data-line-y2="127" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 12;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="38" height="70" viewBox="64 57 38 70">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="102" y1="57" x2="67" y2="122"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="4" x1="102" y1="57" x2="67" y2="122"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(67,122) rotate(208.496)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 838px; top: 279px;" data-block-id="5fb757cb6cb7997bdf02b16fd47328fd">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="112" data-line-y1="63" data-line-x2="152" data-line-y2="135" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 13;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="40" height="72" viewBox="112 63 40 72">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="112" y1="63" x2="149" y2="130"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="4" x1="112" y1="63" x2="149" y2="130"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(149,130) rotate(150.945)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="line" style="width: auto; height: auto; left: 668px; top: 248px;" data-block-id="3dd154d88a733acf2cd62dca57d9d424">
<div class="sl-block-content" data-line-x1="112" data-line-y1="63" data-line-x2="172" data-line-y2="-40" data-line-color="#000000" data-line-start-type="none" data-line-end-type="arrow" style="z-index: 14;" data-line-width="4px"><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" preserveAspectRatio="xMidYMid" width="60" height="103" viewBox="112 -40 60 103">
<line stroke="rgba(0,0,0,0)" stroke-width="15" x1="112" y1="63" x2="169" y2="-35"></line>
<line stroke="#000000" stroke-width="4" x1="112" y1="63" x2="169" y2="-35"></line>
<polygon fill="#000000" transform="translate(169,-35) rotate(30.222)" points="0,-6 6,6 -6,6"></polygon>
</svg></div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 164px; left: 615px; top: 331px;" data-block-id="4f14a7b04309835f86c7c2935f03b455">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 15; font-size: 300%;">
<p style="font-size:70%">TA<sub>2</sub></p>
</div>
</div>
<div class="sl-block" data-block-type="text" style="height: auto; width: 164px; left: 796px; top: 331px;" data-block-id="beb8381f9c5769f2463503ffa09bc44f">
<div class="sl-block-content" data-placeholder-tag="p" data-placeholder-text="Text" style="z-index: 16; font-size: 300%;">
<p style="font-size:70%">TA<sub>3</sub></p>
</div>
</div>
</div>
<aside class="notes">Es gibt keinen äquivalenten seriellen Ablauf, daher ist der hier gegebene Ablauf nicht serialisierbar..</aside>
</section>
<section>
<h2>SX-Sperrverfahren</h2>
<div style="position: absolute; top: 10px; right:3px; font-size:120px"><i class="fas fa-lock green"></i></div>
<p class="small">Sperrverfahren werden eingesetzt, um Serialisierbarkeit zu erreichen. Bevor eine TA ein Objekt liest oder schreibt, muss es dies mit einer Sperre versehen.</p>
<h4>Sperrmatrix</h4>
<table>
<tr><td> </td><td>S</td><td>X</td></tr>
<tr><td>S</td><td>✓</td><td>-</td></tr>
<tr><td>X</td><td>-</td><td>-</td></tr>
</table>
<aside class="notes">Sperrverfahren werden eingesetzt, um Isolation zu gewährleisten. Beim SX-Sperrverfahren gibt es Shared-Sperren (S) und eXklusive Sperren (X). Mehrere TAs können eine gemeinsame S-Sperre auf dem gleichen Objekt haben, aber nur eine TA darf eine X-Sperre auf einem Objekt haben. Vor dem Lesen eines Objektes wird die S-Sperre angefordert, vor dem Schreiben eine X-Sperre. Links in der Sperrmatrix steht die aktuell auf einem Objekt existierende Sperre anderer Transaktionen. Oben steht, welche Sperre eine Transkation anfordern möchte. Der Haken gibt an, ob sie die Sperre bekommen kann oder nicht. Im letzteren Fall muss die TA warten, bis die Sperre wieder freigegeben wurde.</aside>
</section>
<section>
<h2>SX-Sperrverfahren</h2>
<div style="position: absolute; top: 10px; right:3px; font-size:120px"><i class="fas fa-lock-open green"></i></div>
<p class="class">Beispiel: $r_1(x), r_2(x), c_1, c_2$</p>
<table style="font-size: 60%;">
<thead>
<tr><th>TA<sub>1</sub></th><th>TA<sub>2</sub></th><th>Gesetzte Sperren</th></tr>
</thead>
<tr class="fragment"><td>$r_1(x)$</td><td></td><td>$S_1(x)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td>$r_2(x)$</td><td>$S_{1,2}(x)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td>$c_1$</td><td></td><td>$S_2(x)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td>$c_2$</td><td></td></tr>
</table>
<aside class="notes">Damit <sub>1</sub> das Objekt x lesen kann, muss es zunächst eine S-Sperre auf x anfordern. Dies funktioniert, da im Moment noch keine Sperre auf x existiert. Auch TA<sub>2</sub> möchte das Objekt x lesen. Aktuell gibt es eine S-Sperre von TA<sub>1</sub> auf x, die sich aber mit der angeforderten S-Sperre verträgt. Es gibt nun also eine S-Sperre von TA<sub>1</sub> und TA<sub>2</sub> auf x. Beim Commit oder Rollback einer Transaktion werden Sperren wieder freigegeben. In unserem Beispiel sehen wir, dass nach dem Commit von TA<sub>1</sub> nur noch die S-Sperre von TA<sub>2</sub> auf x existiert. Im nächsten Schritt, beim Commit von TA<sub>2</sub>, wird auch diese aufgelöst, sodass es schließlich keine Sperren mehr gibt.</aside>
</section>
<section>
<h2>SX-Sperrverfahren</h2>
<div style="position: absolute; top: 10px; right:3px; font-size:120px"><i class="fas fa-hourglass-half green"></i></div>
<p class="small">Beispiel: $r_1(x), w_1(x), r_2(x), w_1(x), w_3(y), w_3(x), c_1, c_2, c_3$</p>
<table style="font-size: 60%;">
<thead>
<tr><th>TA<sub>1</sub></th><th>TA<sub>2</sub></th><th>TA<sub>3</sub></th><th>Gesetzte Sperren</th></tr>
</thead>
<tr class="fragment" data-fragment-index="1"><td>$r_1(x)$</td><td></td><td></td><td>$S_1(x)$</td></tr>
<tr class="fragment" data-fragment-index="2"><td>$w_1(x)$</td><td></td><td></td><td>$X_1(x)$</td></tr>
<tr class="fragment" data-fragment-index="4"><td></td><td>warten</td><td></td><td>$X_1(x)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td>$w_1(x)$</td><td>warten</td><td></td><td>$X_1(x)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td>warten</td><td>$w_3(y)$</td><td>$X_1(x), X_3(y)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td>warten</td><td>warten</td><td>$X_1(x), X_3(y)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td>$c_1$</td><td>warten</td><td>warten</td><td>$X_3(y)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td>$r_2(x)$</td><td>warten</td><td>$S_2(x), X_3(y)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td>$c_2$</td><td>warten</td><td>$X_3(y)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td></td><td>$w_3(x)$</td><td>$X_3(x), X_3(y)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td></td><td>$c_3$</td><td></td></tr>
</table>
<div class="poll fragment" style="bottom:30px" data-fragment-index="3">
<h1>Was kommt als nächstes?</h1>
<ul>
<li>TA2 liest x</li>
<li>TA2 setzt S-Sperre auf x</li>
<li>TA2 muss warten, bis TA1 x fertig geschrieben hat</li>
<li data-poll="correct">TA2 muss warten, bis TA1 committed hat</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
</section>
<section>
<h2>Deadlocks</h2>
<div style="position: absolute; top: 10px; right:3px; font-size:120px"><i class="fas fa-ban green"></i></div>
<p class="small">Beispiel: $r_1(x), r_2(y), w_2(x), w_1(y), c_1, c_2$</p>
<table style="font-size: 60%;">
<thead>
<tr><th>TA<sub>1</sub></th><th>TA<sub>2</sub></th><th>Gesetzte Sperren</th></tr>
</thead>
<tr class="fragment"><td>$r_1(x)$</td><td></td><td>$S_1(x)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td>$r_2(y)$</td><td>$S_1(x), S_2(y)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td></td><td>warten</td><td>$S_1(x), S_2(y)$</td></tr>
<tr class="fragment"><td>warten</td><td>warten</td><td>$S_1(x), S_2(y)$</td></tr>
</table>
<p class="fragment small">TA<sub>2</sub> wartet auf TA<sub>1</sub> und umgekehrt ⇒ Deadlock</p>
<p class="fragment small">Lösung: Eine der TAs muss vom TMS zurückgesetzt werden.</p>
<aside class="notes">Ein Transaktions-Management-System muss in der Lage sein, Deadlocks zu erkennen (z. B. durch Erkennung zyklischer Wartebedingungen oder mittels Timeouts) und sie aufzulösen, damit Transaktionen nicht unendlich lange warten. In der Regel wird ein Deadlock aufgelöst, indem eine der TAs zurückgesetzt wird und somit die andere fortfahren kann.</aside>
</section>
<section>
<h2>SQL-Isolationslevels</h2>
<div class="columns">
<div style="width: 12cm;"><p class="small">
<ul class="small">
<li>Read Committed</li>
<li>Read Uncommitted</li>
<li>Repeatable Read</li>
<li>Serializable</li>
</ul>
</div>
<div style="width: 12cm;"><img src="img/5/autocommit.png" alt="DBeaver Autocommit" style="width:12cm" class="noborder"></div>
</div>
<table class="fragment small" style="margin-top: -3mm;">
<tr><td></td><td><b>Dirty Read</b></td><td><b>Non‑Repeatable Read</b></td><td><b>Phantomproblem</b></td></tr>
<tr><td><b>Read Uncommitted</b></td><td>möglich</td><td>möglich</td><td>möglich</td></tr>
<tr><td><b>Read Committed</b> </td><td>nicht mögl.</td><td>möglich</td><td>möglich</td></tr>
<tr><td><b>Repeatable Read</b> </td><td>nicht mögl.</td><td>nicht mögl.</td><td>möglich</td></tr>
<tr><td><b>Serializable</b> </td><td>nicht mögl.</td><td>nicht mögl.</td><td>nicht mögl.</td></tr>
</table>
<p class="fragment small">Lost Updates werden stets verhindert, sie sind in allen Iso'levels nicht möglich.</p>
<div class="poll fragment" style="bottom:-40px">
<h1>Was ist der Grund, warum man mal ein lockereres Isolationslevel als Serializable wählen könnte?</h1>
<ul>
<li>Sicherheit</li>
<li data-poll="correct">Performanz</li>
<li>Bessere Erfüllung von ACID</li>
<li>Man will alte Werte lesen</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<aside class="notes">Während einer Transaktion kann eine Anwendung ein Isolationslevel setzen, um dem TMS mitzuteilen, welche Anomalien innerhalb dieser TA verhindert werden müssen. Werden weniger strikte Levels gewählt, ist in der Regel eine bessere Performance möglich.</aside>
</section>
<section>
<h3>Multi-Version-Concurrency-Control</h3>
<ul class="small">
<li>Ein Objekt (Tabelle, Zeile, Wert, ...) kann in mehreren Versionen existieren.</li>
<li class="fragment">TA schreibt: $w_1(x)$ ⇒ neue Version $x'$ anlegen</li>
<li class="fragment">TA liest: $r_2(x)$ ⇒ alte Version $x$ wird gelesen</li>
<li class="fragment">TA committet: $c_1$ ⇒ neue Version wird gültig und sichtbar für andere TAs</li>
</ul>
<p class="fragment small">Beispiel (nicht Konflikt-serialisierbar):
$r_1(x), w_1(x), r_2(x), w_1(x), c_1, c_2$<br>
<span style="display:inline-block; width: 17cm;"></span>↖ TA<sub>2</sub> liest alte Version</p>
<p class="fragment small">Das ist äquivalent zu folgendem und somit doch Konflikt-serialisierbar:<br>
$r_1(x), r_2(x), w_1(x), w_1(x), c_1, c_2$
<aside class="notes">Moderne DBMS wie PostgreSQL, Oracle, DB2, SQL Server verwenden MVCC zur Transaktionssicherung. Jede Aktion einer TA basiert logisch gesehen auf einem Schnappschuss der Datenbank zum Zeitpunkt des TA-Starts. Im gezeigten Beispiel liest TA<sub>2</sub> den Wert von x, den es vor der Änderung von TA<sub>1</sub> hatte. Es ist daher auch kein Dirty Read.<br>
Beim Schreiben eines Objektes wird eine neue Version davon angelegt. Die TA selbst arbeitet natürlich auf seiner geänderten Kopie, andere laufende Transaktion arbeiten auf der alten Version. Selbst wenn die TA committet, muss die alte Version noch beibehalten werden, solange noch laufende TAs diese alte Version benötigen.</aside>
</section>
<section>
<h2>Recovery-Mechanismen</h2>
<p class="small">Transaktionen müssen auch bei TA-, System- und Hardwarefehlern ACID-konform ausgeführt werden (atomar, ..., dauerhaft).</p>
<p class="fragment small">Aus Performance-Gründen schreiben TAs erst einmal Änderungen nur im RAM; von Zeit zu Zeit werden die geänderten Blöcke dann auf die Festplatte ge-flush-t.</p>
<p class="fragment small">Alle Änderungen einer TA werden aber in ein <b>Transaktions-Log</b> eingetragen, welches immer spätestens bei einem Commit auf die Platte geschrieben wird.</p>
<table class="fragment small">
<thead><tr><th>LSN</th><th>TA</th><th>PageID</th><th>Undo</th><th>Redo</th><th>PrevLSN</th></tr></thead>
<tbody><tr><td>27</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>x</td><td>Undo-Info</td><td>Redo-Info</td><td>22</td></tr></tbody>
</table>
<aside class="notes">Das Transaktions-Log speichert, wer (TA) wann (LSN = Log-Sequenz-Nummer) was (PageID) wie geändert hat (Redo) und wie man diese Änderung zurückgängig machen kann (Undo). Die Undo- und Redo-Infos so etwas wie "Byte 17 bis Byte 20 haben sich verändert in 1A5B2FFF". Die LSN ist eine laufende Nummer, um die Einträge zu ordnen. Die PrevLSN beinhaltet die LSN der vorherigen Aktion der gleichen TA. Mit all diesen Infos können im Fehlerfall Änderungen rückgängig gemacht werden und noch nicht auf die Platte geschriebene Änderungen nachgeholt werden.</aside>
</section>
<section>
<h2>Transaktionsfehler</h2>
<p class="small">Beispiel: $r_1(x), r_2(y), r_1(z), w_1(x), w_2(y), w_1(z), a_1, c_2$</p>
<table class="small" style="margin-top: -5mm;">
<thead><tr><th>LSN</th><th>TA</th><th>PageID</th><th>Undo</th><th>Redo</th><th>PrevLSN</th></tr></thead>
<tbody>
<tr class="fragment"><td>1</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>BOT</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr class="fragment"><td>2</td><td>TA<sub>2</sub></td><td>BOT</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr class="fragment"><td>3</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>x</td><td><b>Undo-Info</b></td><td>Redo-Info</td><td>1</td></tr>
<tr class="fragment"><td>4</td><td>TA<sub>2</sub></td><td>y</td><td>Undo-Info</td><td>Redo-Info</td><td>2</td></tr>
<tr class="fragment"><td>5</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>z</td><td><b>Undo-Info</b></td><td>Redo-Info</td><td>3</td></tr>
<tr class="fragment"><td>6</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>Abort</td><td>-</td><td>-</td><td>5</td></tr>
<tr class="fragment"><td>7</td><td>TA<sub>2</sub></td><td>Commit</td><td>-</td><td>-</td><td>4</td></tr>
</tbody>
</table>
<aside class="notes">Irgendetwas hat nicht wie gewünscht funktioniert, daher rollt die Anwendung TA<sub>1</sub> zurück. Das DBMS verwendet dazu die hier fett markierten Undo-Infos. Diese können leicht im Log gefunden werden, indem man immer in die PrevLSN-Spalte schaut und dann an die entsprechende Zeile springt. BOT steht für Begin of Transaction.</aside>
</section>
<section>
<h2>Systemfehler</h2>
<p class="small">Beispiel: $r_1(x), r_2(y), r_1(z), w_1(x), w_2(y), w_1(z), c_1,$ ↯ Crash!</p>
<table class="fragment small" style="margin-top: -5mm;">
<thead><tr><th>LSN</th><th>TA</th><th>PageID</th><th>Undo</th><th>Redo</th><th>PrevLSN</th></tr></thead>
<tbody>
<tr><td>1</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>BOT</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr class=""><td>2</td><td>TA<sub>2</sub></td><td>BOT</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr class=""><td>3</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>x</td><td>Undo-Info</td><td>Redo-Info</td><td>1</td></tr>
<tr class=""><td>4</td><td>TA<sub>2</sub></td><td>y</td><td><b>Undo-Info</b></td><td>Redo-Info</td><td>2</td></tr>
<tr class=""><td>5</td><td>-</td><td>Flush</td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr>
<tr class=""><td>6</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>z</td><td>Undo-Info</td><td><b>Redo-Info</b></td><td>3</td></tr>
<tr class=""><td>7</td><td>TA<sub>1</sub></td><td>Commit</td><td>-</td><td>-</td><td>6</td></tr>
</tbody>
</table>
<div class="poll fragment" style="bottom:-80px">
<h1>Was bedeutet der Flush?</h1>
<ul>
<li data-poll="correct">Gepufferte Seiten werden auf die Platte geschrieben</li>
<li>Alle Transaktionen committen</li>
<li>Seiten werden von der Festplatte in den DB-Puffer geladen</li>
<li>Der DB-Puffer wird geleert</li>
</ul>
<h2>https://fraage.de</h2>
</div>
<aside class="notes">Bei einem Systemfehler ist immer die Frage, welche Transaktionen sind Gewinner (haben committed) und welche sind Verlierer (waren noch aktiv). Da das System zu Zeitpunkt 5 zuletzt einen Flush gemacht hat, um DB-Seiten auf die Festplatte zu persistieren, müssen alle davor durchgeführten Aktionen von Verlierern rückgängig gemacht und noch nicht eingebrachte Änderungen von Gewinnern nachgeholt werden.</aside>
</section>