基于松散复制的分布式并发控制的研究

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1、重庆大学硕士学位论文基于松散复制的分布式并发控制的研究姓名：邓文博申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：罗军20090518重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要松散复制技术是分布式数据库系统(DDBS)中提高系统可用性和可靠性的一项重要技术。松散复制通过数据冗余，用本地数据读取代替远程数据访问，这样不但能降低网络通信开销和缩短响应时间，还能在节点或网络发生故障时保证系统依然正常运行。在基于松散复制的分布式系统中，数据库的一致性维持和数据同步是需要解决的关键问题。尽管在松散复制中有一些能保证可串行化的并发控制协议，但这些技术不能保证事务按期望的顺序执行。在松散复制的DDB

2、S中，由于事务可以在不同的节点上执行，如果它们执行的先后顺序不能得到保证，则容易产生“脏数据”的问题，并且可能会导致整个系统数据不一致。而用保证强可串行化的调度算法可以避免这个问题，但是实现这些协议的代价过高，甚至会大大降低整个系统的性能。本文，用基于时标戳的并发控制思想，在单主节点松散复制的DDBS中实现StrongSession1SR这个严格程度比较适中的可串行化标准。该标准通过对来自用户的事务进行分类，保证同类中事务之间的执行顺序，避免产生“脏数据"；而不同类之间的事务实现1SR的可串行化调度。主副节点都采用基于时标戳的并发控制策略，副节点拥有主节点的数据拷贝，主节点生

3、成事务的唯一时标戳，用松散更新的方式实现整个系统的一致性。通过充分利用保存在数据元素中的控制信息，进行整个系统的并发事务调度，尽量减少主副节点之间的通信量，并充分发挥基于时标戳的并发控制策略的优势，提高整个系统的性能和并发度。现在，有很多基于松散复制的协议用于扩展分布式数据库系统的规模。但是，在这些协议中，大部分都是通过扩展副节点的个数来实现的。增加副节点的个数，可以提高整个系统的处理读事务的效率，但是单个主节点就成为整个系统的潜在瓶颈。本文中，提出一种扩展主节点个数的方法：各主节点只拥有数据库主拷贝的一部分，通过字符序向量标识每个主节点所执行事务的个数，并用该向量表示各主节

4、点的数据库状态，主节点之间仍然采用松散更新的方式实现数据一致性；用基于时标戳的并发控制思想，使整个系统达到StrongSession1SR，这样在保证系统高可靠性和高并发度的同时，进一步提高了主副节点的可扩展性，而且也避免了由于事务执行顺序不一致而造成的“脏数据"问题。关键词：时标戳，松散复制，单副本可串行化，字符序向量重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTLazyreplicationisapopularandusefultechniqueforimprovingtheperformanceandavailabilityofdistributeddatabasesys

5、tems．Owingtoit’Saccessinglocaldataandavoidingtoaccessremotedatausingredundancy，itCannotonlyreducecommunicationcostandresponsetime，butalsorunsystemrightlyeveninsomesitescrashedandcommunicationlinefailure．Inlazyreplicationdatabasesystems，thekeyissuesare"howtokeepthedatabasesconsistencyandsync

6、hronizationforPrimaryandSecondarysites．Althoughthereareconcurrencycontroltechniqueswhichguaranteeserializabilityinlazyreplicationsystems，thesetechniquesmayresultinundesirabletransactionorderings．Transactionsmayseestaledata,becausetheymaybeserializedinanorderdifferentfromtheoneinwhichtheywer

7、esubmitted．Strongserializabilityavoidssuchproblems，butitisverycostlytoimplementandevenreducesystems’performance．Inthisthesis，weuseconcurrencycontroltechniquesbasedontimestamp，toimplementageneralizedformofstrongserializability(StrongSession1SR)whichissuit