分布式实时事务预分析处理与预测

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1、华中科技大学博士学位论文=∞=≈=㈥∞；∞=∞；㈣=≈=_=；==2=∞=≈≈∞=；=∞⋯摘要‘实慰数攒库系统中事务与数攥都其有显式豹定时约束，实时事务处理不仅要维护数据淳戆逻辑一致牲，嚣基鬟要僳涯潢足实慰事务豹袋秘对间约束，特别是实时事务豹截止期。戮噩乏，系统瘦具毒静态遗预测疆实黠事务执行行为移对软实对事务魏执行进行动态预测的能力，郢实对事务处理必矮具有一定豹可颈撄《性。f僵燕，传统数据律与事务处瑗中存在诲多难竣颈溺妻冬不确定嚣素：事务的执行路径对所存取数据值的依赖性、数据和浚添漪冲突、事务闰瓣稻匿依赖性

2、、勰活动(事务)的动态“产生”、请贾虚存枫帝《与磁盘数据黼}、攀务的夭折、分布式事务处瑷中不可预测的通讯延迟和绪点失效黻及两段提交等，由于这些因素，事务在系统中麴执行时间、事务的存取对象、触发行为、执行缩点等其有较大的不确定J睫，事务的寇时约束无法静态或动态保证，不能满足实时数据库系统的性能与可预铡健需求。为了支持实时事务处理的可预测性，现有研究工作中针对上述问题提出了一鎏解决策略，有的给系统施加严格的限制，有的甚至基于～些不切实际的假设，从而不能从根本上解决实时事务处理的可预测性问题。实时事务预分析处理与

3、动态预测的“三段法”框架，即事务生成时的静态预分析、事务接纳时的初始动态预分析和事务运行阶段的即席分柝和预测，其立足于事务的预分析，把事务预分析与处理和动态预测相结会。事务颓分孝厅的基本内容包括事务的数据存取分析、事务的行为结构分析、执行时闻估算与羚态_可调度性分毒厅以及事务间的语义相关性分析。在莱些具蠢相对确定的资源嚣求与事务特征的实时数据膊系统中，可能希望事务处璎系统资源消费最小化，基于捻占阈馕的实对事务处理模型§E满足这秘纛求。该模型遴过攀务鞭分辑联提取麴事务豹存取集、最爨蠖形的执括慰阑l砉算、执行周

4、期等，并豁魏必基继建立了基予捻占飒毽的泞突避免并发控制策略霉珏事务的静态可调度牲分析模型。基于蜜辩攀务豹螭应时闺分援，利用整数觏划提出了实越事务最位调度的计算模型，该模型能将事务酌可调度悭、～致牲维护、蠹存消费综合考虑，具有一定的灵活往。’本文静研究工作受羽国家自然科学基垒硬嚣资助(编号：60073045)。华中科技大学博士学位论文∞≈∞=∞=≈—≈；≈=≈=≈—∞}#—∞=∞=∞；≈=≈=≮一=⋯在分布式主动实时数据库系统中，由于全局事务的予事务可能执行在其它不问的结点，事务可能动态地触发新的事务，子事务

5、，这使得分布式主动实时事务处理的可预测性支持更加复杂化与困难。为了支持分布式主动实时事务的预分析处理及预测，系统中每个结点由共享内存双处理器构成，其中一个处理器是事务及数据处理器，另一个处理器是分橱恢复处理器，它专门负责事务和数据存取的动态分析。基于树的分布式主动实时事务的语义缨搀模型靼事务“关节点”的概念，能够有机地把事务的静态孩分辑、动态预分析及动态预测结合起来，并有效地支持分布式主动实时事务的动态舔测。关节点可能悬事务理廖的分支点、分东式予事务的创建点、主动规则的触发点，也是事务静态不确定性在动态执行

6、串戆确谈点，是逃萼亍事务动态分橱与处理调整及动态可诱发性谈测翡执行蕊。y＼／基于事务榻关黼的优先缀动态璇整策赂，基予事务翊关性分据豹冲突敏感的攀务／子事务初始优壳级分配策珞和系统动态受蓠模型§＆够充分反应系绞中事务熬动态行为和相互影响，由此建立的事务接缩控制策路帮基于瑟分析豹悲鼹串谤动态释放豹分毒式实时静态两段锁协议可以改善系统的健能。内存数据库能提高实时事务处瑗的可预颖《俊。在实对肉存数据霹中，滚复娃理，特别是内存数据库踅装是影响实时事务处理往能的关键黼素之一。灰关联阉包韵概念发展了灰色关联分析的理论，而

7、基于此的实时事务动态数据存取分轿能够两时表达安时攀务由于语义和非语义成分所表现的数据存取关联，从而可醣合理地进行蟹筏数据的划分，这些是优先级分组重装算法的理论基础，该算法与传统重装算法相tE有更好实时性能。?／关键词：主动实时数据库分布式实时数据库内存数据库可预测性＼，√o霉务调度并发控制事务预分析事务预测V＼／}Jl华中科技大学博士学位论文罱慧=踹篁墨端=篇誊=黜#筝篇=筠兰=黼=罱端=粼==拦=群兰岂黼=；===盏=：兰Abstract“Areal-timedatabasesystemisdefined

8、asadatabasesystemwheretransactionsanddataa托associatedwithexplicittimingconstraints．anditmustmaintainthelogicalconsistencyrequirementsofthedatabaseandsimultaneouslysatisfyvarioustimingrequirementsofreal-timetr