移动事务处理中数据一致性问题研究

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近十年,计算技术和无线通讯技术的发展与结合使得一种全新的计算模式——移动计算成为现实。应用需求的推动和通讯、硬件技术及相应软件技术发展,使得这种计算模式得到了飞速的发展,并在越来越多的领域中发挥重要作用。研究支持移动计算环境的分布式数据库技术,也就是移动数据库技术,已成为目前分布式数据库研究的一个重要方向。 移动数据库的研究主要包括复制与缓存技术、位置管理、查询及其优化技术、数据广播、安全机制、移动事务处理以及人机界面技术,其中移动事务处理技术是移动数据库关键技术之一。 维护数据一致性是事务处理的重要任务。但移动计算环境与传统固定分布计算环境的巨大差异,使得维护事务处理中数据一致性的传统数据库技术难于有效地工作,需要基于移动环境的特点,进一步研究移动事务处理中的数据一致性技术。 本文首先介绍了移动事务处理技术的研究现状,其中着重讨论了近年来移动事务处理模型研究的成果,分析了理想事务处理模型应具有的特性,并且基于所支持的数据一致性,得出了一个对现有移动事务处理模型的分类。 而后,本文分析了移动数据库中现有的数据一致性技术,指出其中尚未解决的问题,并基于三级复制体系结构(TTR)对复制和广播中的一致性问题进行了深入研究。 数据库复制的首要问题是保证复制服务器之间的一致性,并且尽可能地提高系统中的并行度和可用性。本文设计了一种可变一致性服务器级复制(VCSR)。VCSR在现有的弱一致性数据库复制技术的基础上,采用强事务的概念,支持用户的可变一致性应用。针对主服务器可能成为系统中瓶颈的问题,VCSR机制采用基于投票的分布式并发控制协议,同时也均衡了网络负载。投票信息以及暂时事务在VCSR机制中都是通过带冲突预检测的周期成对同步过程传播,确保了整个系统的收敛性和所有事务的可串性。同时VCSR还支持应用根据数据冲突的概率决定采用何种事务处理方式。 广播技术必须保证广播给客户端的数据是一致的,但目前的研究主要着眼于广播算法而忽视了这个前提。本文分析了采用广播技术的移动数据库中存在的三类数据不一致的问题,提出了一种新的并发控制协议BAUO,并且对于该协议的正确性和有效性给出了详细的证明。 最后,本文总结了课题的研究成果,概述了将来的研究方向,本文的研究表明,上述研究成果具有很高的实用价值。
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