O documento discute conceitos de concorrência em sistemas de software, incluindo threads, transações, isolamento, controle de concorrência e níveis de isolamento. Problemas como leituras inconsistentes e deadlocks são abordados, assim como estratégias como bloqueios otimistas e pessimistas para lidar com a concorrência.

1. Arquitetura de Software
Concorrência
André Faria Gomes @andrefaria

2. Concorrência é
um dos aspectos
mais difíceis do
desenvolvimento
de software
@martinfowler

3. Threads em servidores
Transações
Arquivos

4. Leitura Inconsistente

5. Vamos contar uma estória...

6. 1. China abre o ticket #1456 no Pronto e começa a
atualizar a descrição do ticket.
2. Segundos depois Rodrigo entra no
ticket, e altera.
3.China salva
4. Rodrigo salva

7. Moral da Estória?
As alterações de
China foram perdidas
para todo o sempre...

8. Liveness
A quantidade de
atividade concorrente
que pode acontecer

9. Quando mais
liveness menos
safety
(correctness)

10. Contextos de Execução

11. Request
Corresponde a uma única chamada do
mundo externo para onde opcionalmente
uma resposta é enviada.
O servidor processa a resposta e o cliente aguarda.
Alguns protocolos permitem interromper a request.
Clients podem gerar outras request interfiram em anteriores.

12. Request
Corresponde a uma única chamada do
mundo externo para onde opcionalmente
uma resposta é enviada.
O servidor processa a resposta e o cliente aguarda.
Alguns protocolos permitem interromper a request.
Clients podem gerar outras request interfiram em anteriores.

13. Session
É um interação de longa duração entre o
cliente e o servidor, uma série de requests.
Normalmente associada a login e loguout
Comum na Web, em Bancos de Dados, etc...

14. Session
É um interação de longa duração entre o
cliente e o servidor, uma série de requests.
Normalmente associada a login e loguout
Comum na Web, em Bancos de Dados, etc...

15. Processo
Geralmente um contexto de
execução mais pesado que oferece
isolamento para os dados que
estão sendo trabalhados.
Oferece isolamento de memória e dados, por isso, há pouca
preocupação com concorrência nesse nível.

16. Processo
Geralmente um contexto de
execução mais pesado que oferece
isolamento para os dados que
estão sendo trabalhados.
Oferece isolamento de memória e dados, por isso, há pouca
preocupação com concorrência nesse nível.

17. Thread
Um agente leve, pode haver
múltiplas threads por processo.
Com threads é possível suportar n requests em por processo.
Melhor utilização de recursos, são mais “baratas” que processos.
Geralmente compartilham memória e dados.
Alguns ambientes oferecem threads com isolamento.

18. Thread
Um agente leve, pode haver
múltiplas threads por processo.
Com threads é possível suportar n requests em por processo.
Melhor utilização de recursos, são mais “baratas” que processos.
Geralmente compartilham memória e dados.
Alguns ambientes oferecem threads com isolamento.

19. Transação
Transações unem diversas requests que
precisam ser tratadas como uma única
Usuários
Integração
Bancos de Dados

20. Lindando com a
Concorrência
Problemas
acontecem quando
mais de um agente
ativo tem acesso
aos mesmos
recursos.

21. Isolamento
Dividir os dados para que cada parte,
seja usada apenas por um agente ativo.

22. Exemplo de Isolamento
O sistema operacional
reservando uma área de
memória exclusiva para cada
processo

23. Isolamento
A abordagem é também
usada para arquivos. Se
Douglas abre o arquivo X
ele fica bloqueado e
ninguém mais pode editá-
lo (talvez nem abrí-lo).

24. Imutabilidade
Só há problemas de
concorrência quando os
dados podem ser
alterados.
Por isso é importante que
tudo que possa ser
imutável, seja imutável.

25. Controle de Concorrência
Otimista vs Pessimista

26. Optimistic Lock
Detecção de Conflito
Todos editam ao mesmo
tempo, o primeiro salva sem
problemas, os próximos não
conseguem porque há conflito

27. Pessmistic Lock
Prevenção de Conflito
Somente 1 editar por vez

28. Qual a Melhor abordagem?
Depende! Nenhuma é livre de problemas!

29. Lock de Leitura
Shared Lock
evita write lock,
permite mais read
locks

30. Lock de Escrita
Exclusive Lock
ninguém mais
pode bloquear

31. Deadlocks
Um problema da abordagem pessimista

32. Deadlocks
Imagine isso com
30 agentes
envolvidos...

33. Deadlock Detection
Um software que detecta deadlocks e então
escolhe uma vítima para eliminar o deadlock

34. Deadlock
Detection
É difícil de detectar
Prejudica vítimas

35. Timeouts
Mata se demorar mais
do que x segundos

36. Prevençãõ
Detecção e Timeouts
são formas de lidar
com dead locks, mas
como previnir?

37. Tudo no início
Fazer todos os seus
locks no ínicio de forma
a não começar o
trabalho caso algo não
esteja disponível.

38. Transações
É um trabalho sequencial com pontos bem
definidos de início e fim, que acontece de
forma tudo ou nada.

39. Comprar uma Cerveja

40. Sacar Dinheiro

41. Pagamento com Cartão

42. ACID

43. Atômicidade
Tudo ou Nada

44. Consistência
Regras de integridade
dos dados são
asseguradas, ou seja, as
transações não podem
quebrar as regras

45. Isolamento
O resultado de
uma certa
transação não deve
ser visível para
outras transações
em aberto até estar
completa.

46. O resultado
comitado deve
ser permanente
Durabilidade

47. transações devem ser
Pequenas
Quanto menores forem melhor!

48. Quanto ocorrem em multiplas requests
Long Transactions

49. Request Transactions
Começa e termina “junto” com a request

50. Late Transactions
Começa o mais tarde possível
Aumenta o risco de
leituras incosistentes

51. Lock Escalation
Você pode acabar gerando mais locks do
pode gerênciar...
Quando o banco de dados tem muitos
locks em linhas, acaba precisando
bloquear a tabela toda
Cuidado com
Layer Supertype

52. Níveis de Isolamento

53. Serializável
O nível mais forte de isolamento

54. Mike está Bob está
contando incluindo 5
arquivos arquivos

55. Garante um resultado sempre correto,
embora possa ser anterior ou posterior a
alteração

56. Não garante que toda vez que você
executar o mesmo cenário terá o mesmo
resultado

57. Repeatable Read
permite fantasmas
Você executa duas vezes a mesma
consulta e recebe um número
diferente de registros em cada
uma delas.
não gerencia
range-locks

59. Read Committed
permite leituras não repetíveis
A transação lê duas vezes o
mesmo dado, e em cada um
das vezes recebe um resultado
diferente.
não gerencia range-locks

61. Read Uncommited
permite leitura suja
Você consegue
ler dados de
transações que
ainda não
foram
comitadas

63. Equilíbrio entre
Liveness e Correctness

64. Dirty Nonrepeatable Phantom
Isolamento
Read Read Read
Read
Possível Possível Possível
uncommitted
Read
Impossível Possível Possível
committed
Repeatable
Impossível Impossível Possível
read
Serializable Impossível Impossível Impossível

65. Referências
http://
www.thedeveloperday.com/
domain-model-logic-patterns/
http://martinfowler.com/
eaaCatalog/

66. http://en.wikipedia.org/wiki/
Isolation_(database_systems)

67. Obrigado
@andrefaria