sederhana merupakan serangkaian operasi read dan write yang diakhiri dengan sebuah operasi commit atau abort. Sebuah operasi commit menandakan bahwa transaksi tersebut telah berakhir
dengan sukses, sedangkan operasi abort menandakan bahwa transaksi tersebut telah berakhir karena adanya logical error atau kegagalan sistem.
Ada kemungkinan sebuah transaksi yang abort telah memodifikasi data yang diaksesnya, sehingga state datanya tidak sama jika transaksi berhasil dijalankan secara atomik. Dengan sifat keatomikan,
diharapkan transaksi yang abort tidak mengubah state dari data yang telah dimodifikasinya. Oleh karena itu, diperlukan rolled-back ke kondisi sebelum transaksi dijalankan untuk menjamin
keatomikan suatu transaksi.
Untuk menentukan bagaimana sistem menjamin keatomikan, kita perlu mengetahui perangkat yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses transaksi tersebut. Media penyimpanan berdasarkan
kecepatan relatif, kapasitas dibagi menjadi: • Volatile storage. Jika terjadi system crashes, informasi yang ada di volatile storage biasanya tidak
dapat diselamatkan. Tetapi, akses ke volatile storage sangat cepat. Contohnya main memory dan cache memory.
• Non-volatile storage. Jika terjadi system crashes, informasi yang ada di non-volatile storage
biasanya masih dapat diselamatkan. Tetapi, akses ke non-volatile storage tidak secepat volatile storage. Contohnya disk dan magnetic tape.
• Stable storage. Informasi yang ada di stable storage biasanya tidak pernah hilang. Untuk
mengimplementasikan penyimpanan seperti itu, kita perlu mereplikasi informasi yang dibutuhkan ke beberapa non-volatile storage biasanya disk dengan failure modes yang independen.
21.4. Checkpoint
Salah satu cara untuk menjamin keatomikan suatu transaksi adalah adanya rolled-back ke kondisi sebelum transaksi. Untuk melakukan rolled-back tersebut, kita harus menyimpan semua informasi
yang berkaitan dengan modifikasi data pada transaksi tersebut di stable storage. Metode yang sering digunakan untuk menyimpan hal tersebut adalah write-ahead logging. Dengan metode ini, setiap log
menyimpan setiap operasi write dari sebuah transaksi dan terdiri dari: • Transaction name. Nama yang unik dari transaksi yang menjalankan operasi write.
• Data item name. Nama yang unik dari data item yang ditulis. • Old value. Nilai data item sebelum operasi write dilakukan.
• New value. Nilai yang akan dimiliki data item setelah dilakukan operasi write.
Selain untuk menyimpan operasi write, ada log lain yang menyimpan informasi-informasi penting lainnya seperti start dari sebuah transaksi dan commit atau abort sebuah transaksi. Sebelum
transaksi mulai dilaksanakan, log menyimpan operasi start dan selama transaksi dijalankan, log mencatat setiap operasi write yang terjadi. Ketika terjadi commit, log menyimpan operasi commit.
Dengan menggunakan log, sistem dapat menangani kegagalan yang terjadi, sehingga tidak ada informasi yang hilang pada non-volatile storage. Algoritma pemulihan menggunakan dua buah
prosedur: • Undo. Mengembalikan nilai semua data yang telah di-update oleh transaksi tersebut ke nilai
sebelum transaksi dijalankan. Undo dilakukan ketika log menyimpan operasi start, tetapi tidak ada catatan operasi commit.
• Redo. Nilai semua data yang di-update oleh transaksi tersebut diubah menjadi new value nilai
yang akan dimiliki data item setelah dilakukan operasi write. Redo dilakukan ketika didalam log tersimpan operasi start dan juga commit.
21.5. Serialisasi
Ketika kegagalan sistem terjadi, kita harus melihat ke log terlebih dahulu untuk memutuskan transaksi mana yang harus dilakukan redo atau undo. Oleh karena itu kita harus mencari ke seluruh
146
log sebelum dapat memutuskan untuk melakukan redo atau undo. Hal ini tentunya mempunyai kekurangan:
1. Proses pencarian akan memakan waktu yang cukup lama. 2. Seandainya transaksi tersebut harus dilakukan redo, berarti data tersebut harus dimodifikasi
dengan nilai yang sebenarnya telah di-update. Meskipun hal tersebut tidak berdampak buruk, tetapi proses pemulihan akan memakan waktu yang lebih lama.
Untuk mengatasi kekurangan tersebut, kita dapat menggunakan sebuah konsep checkpoint. Selama transaksi dijalankan, sistem membuat write-ahead log dan secara periodik menjalankan checkpoint
yang dilakukan pada saat: 1. Seluruh catatan dalam log yang sedang berada di volatile storage dipindahkan ke stable storage.
2. Seluruh data yang dimodifikasi yang berada di volatile storage dipindahkan ke stable storage. 3. Log yang menyimpan operasi checkpoint dipindahkan ke stable storage.
Ketika kegagalan terjadi routine pemulihan memeriksa log untuk memutuskan transaksi mana yang terakhir kali melakukan operasi write dan di mana operasi checkpoint terjadi. Dengan menggunakan
pencarian mundur dan berhasil menemukan checkpoint dan menemukan catatan operasi start, berarti kita telah menemukan bagian dari transaksi yang akan kita periksa untuk selanjutnya dilakukan redo
atau undo. Dengan kata lain, kita tidak harus memeriksa keseluruhan log pada transaksi tersebut. Proses pemulihan dapat dilakukan dengan kondisi:
1. Jika pada bagian transaksi tersebut ditemukan operasi commit, maka dilakukan redo. 2. Jika pada bagian transaksi tersebut tidak ditemukan catatan mengenai operasi commit, maka
dilakukan undo. Sebelumnya telah dijelaskan mengenai kasus dimana hanya ada satu buah transaksi yang dapat
dieksekusi pada suatu waktu. Sekarang, kita beralih pada kasus dimana ada beberapa transaksi yang harus dieksekusi secara bersamaan. Oleh karena setiap transaksi yang dilakukan bersifat atomik,
maka hasil dari eksekusi akhir harus sama dengan hasil eksekusi bila transaksi-transaksi tersebut dijalankan secara berurutan. Meskipun, cara demikian akan memastikan keatomikan dari setiap
transaksi, tetapi cara demikian sangat tidak efisien karena adanya pembatasan transaksi-transaksi ketika suatu transaksi dilaksanakan.
Penjadwalan schedule merupakan urutan pengeksekusian transaksi-transaksi. Misalkan ada dua buah transaksi T0 dan T1, dimana kedua transaksi ini dieksekusi secara atomik dengan urutan T0
diikuti dengan T1. Sebuah penjadwalan dimana setiap transaksi dieksekusi secara atomik sesuai dengan urutan yang ada disebut penjadwalan serial. Dengan demikian, bila ada n transaksi akan ada
n penjadwalan yang valid.
Tabel 21.1. Contoh Penjadwalan Serial: Penjadwalan T0 diikuti T1
T0 T1
ReadA WriteA
ReadB WriteB
ReadA WriteA
ReadB WriteB
Pada kasus dimana terjadi overlapping ada transaksi yang dijalankan ketika transaksi lain sedang berjalan dalam pengeksekusian transaksi-transaksi yang ada, maka penjadwalan tersebut disebut
penjadwalan non-serial. Penjadwalan demikian tidak selalu menghasilkan hasil eksekusi yang salah bisa benar bila hasilnya sama dengan hasil penjadwalan serial. Penjadwalan non-serial yang
menghasilkan eksekusi yang benar disebut conflict serializable. Untuk memeriksa sifat serializable dari sebuah penjadwalan, harus diperiksa apakah terdapat konflik antara dua operasi pada transaksi
yang berbeda. Konflik terjadi bila: • Ada dua operasi Oi dan Oj pada penjadwalan S dimana keduanya mengakses data yang sama, dan
147
