Catálogo de Concorrência

Cenários Canônicos & Mitigações

Explore 10 cenários de falhas de concorrência baseados em pesquisas acadêmicas de isolamento e casos reais de sistemas financeiros e distribuídos.

A5B

Desvio de Escrita Hospitalar (Write Skew)

Dois médicos cancelam plantão simultaneamente sob Snapshot Isolation porque seus conjuntos de escrita não colidem.

Schema e dados iniciais

schema.sql & seed.sql

-- Schema
CREATE TABLE doctors (
    id INT PRIMARY KEY,
    name TEXT NOT NULL,
    on_duty BOOLEAN NOT NULL
);

-- Seed
INSERT INTO doctors VALUES (1, 'Dr. Alice', true), (2, 'Dr. Bob', true);

Carga concorrente (chaos.yaml)

chaos.yaml

version: "1.0"
name: "hospital_write_skew"
operations:
  - name: "sign_off_alice"
    steps:
      - "SELECT count(*) AS active FROM doctors WHERE on_duty = true -> act"
      - "UPDATE doctors SET on_duty = false WHERE id = 1 AND {act >= 2}"
  - name: "sign_off_bob"
    steps:
      - "SELECT count(*) AS active FROM doctors WHERE on_duty = true -> act"
      - "UPDATE doctors SET on_duty = false WHERE id = 2 AND {act >= 2}"
invariants:
  - name: "at_least_one_doctor_on_duty"
    query: "SELECT count(*) AS active FROM doctors WHERE on_duty = true;"
    assert: "active >= 1"

Por que a invariante quebra

Sob Snapshot Isolation, T1 e T2 leem o mesmo snapshot (2 médicos ativos). T1 altera Alice, T2 altera Bob. Como seus conjuntos de escrita são disjuntos, o SI padrão permite ambos os commits, deixando o hospital sem médicos.

T1 ──(rw)──► T2 ──(rw)──► T1

Delta debugging reduz 40 operações às 2 que causam a falha.

Correção em produção

Elevação para Serializable Snapshot Isolation (SSI) ou Bloqueio de Conflito

Write Skew (A5B) é o exemplo clássico de falha sob Snapshot Isolation (SI): como T1 altera a linha 1 e T2 altera a linha 2, os conjuntos de escrita não colidem (sem conflito ww), mas geram um ciclo de anti-dependência de leitura-escrita (rw). A solução canônica é configurar SERIALIZABLE (onde motores modernos com SSI rastreiam dependências rw e abortam transações concorrentes com serialization_failure) ou serializar os acessos através de um lock FOR UPDATE em uma linha mestre de escala.

✓ PostgreSQL (SSI)✓ CockroachDB✓ MySQL (SERIALIZABLE)

PostgreSQL (SSI), CockroachDB, MySQL (SERIALIZABLE)

remediation_fix.sql

-- Solução A: Elevação do Nível de Isolamento para SERIALIZABLE (SSI)
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
BEGIN;
SELECT count(*) FROM doctors WHERE on_duty = true;
-- Se count >= 2:
UPDATE doctors SET on_duty = false WHERE id = 1;
COMMIT; -- O motor PostgreSQL detectará o ciclo rw e abortará T2 com código 40001!

-- Solução B: Bloqueio Pessimista Compartilhado em Linha Pai de Plantão
BEGIN;
SELECT shift_id FROM duty_shifts WHERE shift_id = 1 FOR UPDATE;
SELECT count(*) FROM doctors WHERE on_duty = true;
UPDATE doctors SET on_duty = false WHERE id = 1;
COMMIT;