分布式实时数据库系统事务管理的研究

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数据库技术的发展与推广使越来越多的应用领域在信息化的过程中受益。而随着一些新型领域的兴起,为适应其发展需求,数据库技术也在不断地扩展和丰富。其中,分布式实时数据库就是数据库技术结合实时技术、分布式技术而生成的新型数据库系统。它由若干个相互自主的单节点实时数据库通过网络松散耦合而成。在分布式实时的特殊环境下,事务管理一方面要保证事务的定时限制(截止期),另一方面又要保证分布式事务的全局可串行化和各子事务的局部可串行化。而维护全局可串行化需要在各节点之间交换很多消息,由此而导致的时间延迟大大增加了事务的执行开销,这必将影响实时事务的响应时间。因此,为了满足分布式实时应用的需求,传统的分布式事务管理机制已不再适用,必须对其改进。其中,并发控制和提交处理是事务管理中最重要的两部分,是事务执行过程中经历的主要环节。于是长期以来,国内外许多文献都针对这两方面进行改进。它们要么单纯地改善并发控制协议的并发度,要么单纯地改良提交协议来提高事务管理的实时性水平,从而使其适用于分布式实时数据库系统。然而,在分布式实时事务的生命期中,并发控制和提交处理是相互协调,相互融合的两个工作阶段,对两者综合考虑才能较全面地解决截止期问题。况且,这两种机制工作在一起,可能会出现新的问题,孤立地对两者之一进行改进是不明智的。所以本文将从一个全新的角度出发,针对事务的整个生命期进行研究,对事务管理机制中的并发控制和提交处理进行综合考虑,研究影响实时性能的因素和相应的解决方法,并以提高系统的实时性能为目标对传统的协议进行了改进。并发控制方面借鉴了DHP-2PL协议,但是用它来解决执行-执行冲突以避开其重启策略极大浪费系统资源的缺点;提交处理方面回归到最简单实用的两阶段提交协议并对其进行扩展,使其提高了故障修复能力;另外再采用改进的OPT解决这两个协议共同工作时出现的问题——执行-提交冲突:从而使事务管理在采用这一整套改进的协议后,能够很好地胜任于分布式实时环境。本文的最后建立了一个分布式实时数据库系统的试验模型,以模拟这套改进的分布式实时数据库系统事务管理机制的运行,并特别针对其工作原理和步骤绘制了流程图。本文的研究成果为进一步研究探讨分布式实时数据库系统及分布式实时事务的调度与管理,以及对移动数据库等相关数据库技术研究提供了良好的基础。
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