prevalência de dados

Weyler N M Lopes

Prevalência de Dados

Um alternativa para o armazenamento

28/03/2007 Weyler N M Lopes 2

O que é prevalência?

Mecanismo de armazenamento onde os dados (objetos do negócio) são persistidos em memória principal.

A prevalência, consiste sobre tudo de mecanismo de serialização de objetos em memória, de forma transparente para o usuário.

Muitos afirmam que a prevalência é um banco de dados. Não é bem assim.

Banco de Dados em memória principal (MMDB – Main Memory Database) e prevalência são conceitos associados, mas diferentes.


O que é persistência?

Capacidade de um objeto “sobreviver” (manter seu estado) ao ciclo de vida do processo que está contextualizado.

Objetos que não têm esta capacidade “morrem” com o fim do processo. Estes objetos são chamados de transientes.

Processo 1musica(1,”Outra vez”, 215)

Processo 2musica(1,”Outra vez”, 215)

RepositórioArmazena

Recupera

BD em memória (MMDB – Main Memory Database)


O que são MMDB?

Banco de dados onde os dados estão sempre na memória principal.

Backup realizado em disco. Conceito não tão recente. Compatíveis com algumas aplicações. Proposta de prover as principais

funcionalidades providas por um BD em disco, o que inclui todas as propriedades ACID.


Breve evolução dos meios de armazenamento

Fita Magnética Disco Memória semicondutora


Diferenças entre propriedades da memória e do disco

Acesso proporcionalmente mais rápido que a capacidade de armazenamento dos discos.

Memórias são normalmente voláteis, enquanto discos não são.

Possui estrutura mais complexa. Muitos componentes mecânicos.

Preço mais acessível.

Maior capacidade.


Questões sobre BD em memória

É sensato pensar que um banco de dados completo pode estar na memória principal?

O que diferencia um BD em memória de um BD em disco com uma cache muito grande?


Questões sobre BD em memória

É sensato pensar que um banco de dados completo pode estar na memória principal?

Sim, para algumas aplicações

O que diferencia um BD em memória de um BD em disco com uma memória cache muito grande?

Embora todos os dados de um BD em disco possa caber na cache, as estruturas e os algoritmos são definidos para o acesso em disco.


Alguns pontos importantes paraBD em memória

Controle de concorrência. Efetivação de transações. Métodos de acesso. Representação de dados. Processamento de consultas. Recuperação. Performance.


Controle de concorrência

Como a memória principal é bem mais rápida que o disco, transações são completadas em um menor tempo.

A contenção de um lock não passa a ser algo tão importante como ocorre para os discos.


Efetivação de transações

Como proteção contra falhas de mídia, é necessário que se tenha cópia de backup e que seja mantido um log de transações.

Um sistema de log estável é um dos desafios para os BD em memória. Algumas aplicações têm mostrado eficiência nesse sentido.


Métodos de Acesso e representação de dados

Os custos de processamento em diferentes estruturas são não são os mesmos para os BD em disco e em memória.

Um BD em memória leva vantagem no manuseio de ponteiros nas principais representações de dados.


Soluções para BD em memória principal


Componentes do Oracle TimesTen

Fonte: htttp://www.oracle.com/technology/products/timesten/index.html


Oracle TimesTen comparado com SGBDR Convencional

Fonte: htttp://www.oracle.com/technology/products/timesten/index.html

Prevalência


O que é prevalência?

Mecanismo de armazenamento onde os dados (objetos do negócio) são persistidos em memória principal.

A prevalência, consiste sobre tudo de mecanismo de serialização de objetos em memória, de forma transparente para o usuário.

Conceito intimamente associado ao Prevayler, mecanismo de persistência desenvolvido por Klaus Wuestefeld.


Vantagens da prevalência?

Enorme ganho em performance. Redução de custo para uma solução. Desenvolvimento totalmente OO. Maior legibilidade de código. Diminuição do tempo de desenvolvimento. Transparência de armazenamento. Com a redução de preço de memória, torna-se

viável.


Por que a prevalência ainda não largamente utilizada?

Forte hegemonia dos bancos relacionais. Grande ceticismo da comunidade. Não é um padrão de fato. Custo de memória semicondutora ainda é alto. Criticidade das aplicações que usam BD

relacionais. Forte acoplamento das aplicações com o BD. Ainda há muita coisa para se discutir.


Algumas soluções para prevalência


O Prevayler

Implementação do conceito de Prevalência em linguagem Java.

Primeira versão foi disponibilizada em novembro de 2001.

Em intervalos regulares os objetos são seriados para o disco;

Desenvolvido pelo brasileiro Klaus Wuestefeld. Não há um padrão predefinido de prevalência

a ser seguido. Cada linguagem implementa o seu mecanismo.


Conceitos Chave

PrevalenceEngine - classe interna de prevalência, que é responsável por todo o processo de execução, registro e recuperação das alterações realizadas no PrevalentSystem.

PrevalentSystem - Uma classe definida pelo usuário que deve referenciar todos os objetos de negócios da aplicação,

ou seja, os objetos que serão persistidos. Snapshot - É o processo no qual o PrevalenceEngine

serializa todo o PrevalentSystem. Operation - Toda alteração a ser realizada nos objetos

mantidos por um PrevalentSystem deve ser feita através de

objetos de classes que implementam a interface Transaction.


Como funciona

Quando a aplicação é iniciada, todos os objetos serializados em disco vão para a memória.

Todos os objetos em memória são serializados para o disco em intervalos regulares e no momento de fechar a aplicação.

O arquivo de log é atualizada a cada transação efetivada.


Serialização de Objetos

Processo de escrever o estado de um objeto para uma seqüência de bytes.

Fonte: http://www.javacaps.com/java_serial.html


Desserialização de Objetos

Processo inverso da serialização.



Snapshot

É a cópia em disco dos objetos seriados.



Transações serializadas

Operações realizadas nos objetos em memória e que são armazenadas em arquivos log assim que a operação for executada.




E se algo de errado ocorrer durante a execução da aplicação?

Fonte: http://cogitando.blogs.sapo.pt/arquivo/bg_doubt.jpg



No momento em que a aplicação é reiniciada usando o Prevayler, os objetos voltam para a memória em seu estado original:


Uma pequena aplicação com Prevayler


O que foi utilizado


Aplicação de um cadastro de alunos

As classes do negócio de uma agenda de amigos, sem utilizar algum mecanismo de persistência, seriam:


Estrutura de pacotes da aplicação

Pacotes e diretórios criados pelo plug-in preclipse:


Funcionalidades do plug-inPrincipais funcionalidades do plug-in preclipse


Frases de Klaus Wuestefeld sobre o Prevayler

O Prevayler é a cura para um câncer que as pessoas nem sabem que têm.

Somos como os bebês nascidos dentro da Matrix: brutalmente atrofiados pelo uso de banco de dados.

...quero aproveitar o máximo da OO que Java me oferece, sem ficar restrito a registros burros em tabelas.

Não considero a prevalência uma "invenção" minha, mas apenas uma visão de um futuro inevitável.


Contatos

http://del.icio.us/weyler/prevalencia/

[email protected]

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