Deadlock là gì? Những điều nhất định phải biết về Deadlock và cách phòng tránh

“Deadlock là gì?” là một câu hỏi quan trọng trong lĩnh vực quản trị cơ sở dữ liệu. Đây là một tình huống lỗi, khi các câu lệnh cố gắng chiếm giữ cùng một tài nguyên mà không thể tiếp tục thực hiện. Cùng mr4.net tìm hiểu Deadlock là gì và cách phát hiện cũng như giảm thiểu hiện tượng này nhé.

Deadlock là gì?

Deadlock là tình trạng mà các lệnh trong cơ sở dữ liệu đối đầu với nhau trong việc cạnh tranh tài nguyên, khiến một lệnh giữ tài nguyên mà lệnh khác cần. Kết quả là không có lệnh nào có thể hoàn thành để giải phóng tài nguyên. Nếu không giải quyết được, tình trạng này sẽ dẫn đến tình huống mà các lệnh phải đợi lẫn nhau, và không có tiến trình nào có thể tiếp tục.

Ví dụ, giả sử Transaction T1 đang thực hiện việc khóa một số hàng trong bảng Student và cần phải cập nhật một số hàng khác trong bảng Grades. Trong khi đó, Transaction T2 cũng đang khóa các bản ghi mà Transaction T1 cần cập nhật trong bảng Grades. Điều này tạo ra một tình huống khó khăn khi cả hai giao dịch đều cần tài nguyên mà cả hai đang giữ.

Khi T1 giữ tài nguyên mà T2 cần và ngược lại, một deadlock xảy ra. Kết quả là cả hai giao dịch đều bị treo, không thể hoàn thành và giải phóng tài nguyên.

Tình huống này tạo ra một vấn đề lớn:

Transaction T1 đang đợi Transaction T2 giải phóng tài nguyên.
Transaction T2 cũng đang chờ đợi Transaction T1 giải phóng tài nguyên.

Kết quả là mọi hoạt động trong cơ sở dữ liệu tạm dừng, và tình trạng này sẽ kéo dài cho đến khi deadlock được phát hiện và giải quyết trong Transaction T1 hoặc Transaction T2.

Các sai sót trong quá trình thao tác với cơ sở dữ liệu thường để lại hậu quả nghiêm trọng, và việc sử dụng khóa là một chiến lược quan trọng để ngăn chặn các vấn đề này. Tuy nhiên, deadlock lại là một vấn đề đặc biệt vì nó làm cho mọi thao tác dừng lại hoàn toàn, không có lệnh nào có thể thực hiện tiếp.

Dưới chế độ điều hành thông thường, quá trình sử dụng tài nguyên theo các bước nhất định:

Yêu cầu: Trước hết, quá trình cần yêu cầu tài nguyên. Nếu yêu cầu không được gán ngay lập tức, quá trình đó sẽ phải đợi cho đến khi tài nguyên được cấp phát trước khi có thể tiếp tục thực hiện.
Sử dụng: Sau khi được cấp phát, quá trình sử dụng tài nguyên theo mục đích đã yêu cầu.
Giải phóng: Khi quá trình đã hoàn thành việc sử dụng tài nguyên, nó có thể giải phóng tài nguyên đó để nhường lại cho các quá trình khác.

Những lưu ý về Deadlock để tránh

Giảm khả năng xảy ra Deadlock

Để giảm khả năng xảy ra Deadlock một cách hiệu quả, bạn có thể áp dụng một chiến lược logic nhất quán trong toàn bộ ứng dụng. Một cách tiếp cận tối ưu là đảm bảo rằng các giao dịch luôn tuân theo một thứ tự cụ thể khi truy cập vào các bảng dữ liệu như student và grades.

Ví dụ, nếu quy định rằng mọi giao dịch phải truy cập vào các bảng theo thứ tự từ student đến grades, điều này có thể giúp giảm nguy cơ deadlock. Khi Transaction T1 đã khóa tài nguyên của bảng student, Transaction T2 sẽ phải đợi cho đến khi T1 giải phóng tài nguyên từ bảng student mới được bắt đầu. Lúc này, T2 chưa khóa tài nguyên nào của bảng grades, tránh được tình trạng Deadlock.

Làm sao để phát hiện Deadlock

Để ngăn chặn hiện tượng Deadlock và duy trì hiệu suất hệ thống, cơ sở dữ liệu cần sử dụng một phương pháp phát hiện Deadlock hiệu quả. Trong nhiều trường hợp, cơ sở dữ liệu cần liên tục theo dõi quá trình khóa dữ liệu, kể cả khi không có sự xảy ra Deadlock.

Phương pháp phát hiện Deadlock tối ưu nhất mà các cơ sở dữ liệu thường áp dụng là Wait for graph. Phương pháp này sẽ tạo ra một biểu đồ dựa trên các giao dịch và khóa tài nguyên mà chúng đang giữ. Nếu biểu đồ tạo ra một chu kỳ hoặc vòng tròn khép kín, đó là dấu hiệu rõ ràng của một Deadlock.

Những lưu ý khi sử dụng Transaction

Khi sử dụng Transaction, việc hiểu rõ ý nghĩa và tránh lạm dụng chúng là rất quan trọng. Một số điều lưu ý khi làm việc với Transaction bao gồm:

Chuỗi câu lệnh: Một yếu tố quan trọng của Transaction là đảm bảo chuỗi câu lệnh. Nếu một câu lệnh trong Transaction không hoàn thành, toàn bộ Transaction sẽ không được thực hiện. Ví dụ, nếu bạn cập nhật tuổi trong bảng Profile (lệnh 1) và sau đó cập nhật điểm trong bảng Grades (lệnh 2), đảm bảo rằng cả hai hành động này được thực hiện một cách nguyên vẹn. Tuy nhiên, lệnh 1 có thể hoàn thành độc lập mà không ảnh hưởng đến lệnh 2, và ngược lại.
Độ ngắn của transaction: Transaction ngắn hơn sẽ đạt được hiệu quả tốt hơn. Tránh sử dụng Transaction quá lớn, vì điều này có thể tăng nguy cơ xảy ra deadlock và làm giảm hiệu suất của hệ thống.
Tránh lạm dụng transaction: Sử dụng Transaction một cách có chọn lọc và tránh lạm dụng chúng giúp giảm khả năng xung đột và cải thiện khả năng mở rộng của hệ thống.

Tạm kết

Nắm vững khái niệm deadlock, cách phát hiện, và cách giảm khả năng xảy ra deadlock sẽ giúp bảo vệ cơ sở dữ liệu khỏi tình trạng trì trệ và duy trì sự liên tục trong hoạt động của hệ thống.

Mr4 Java Developer

Đi lên từ nền tảng vững chắc!