内存数据库事务并发控制研究和设计

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1、华中科技大学硕士学位论文内存数据库事务并发控制研究和设计姓名：董晓辉申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：黄本雄20090525华中科技大学硕士学位论文摘要随着电力行业信息化程度不断普及，电力系统对现场数据的实时处理的需求日渐提高，催生了支持实时性的高性能数据库的诞生。内存容量的增加和成本的降低，使基于内存的高性能实时数据库成为主流技术趋势。内存数据库的数据主要存储在内存中，数据的读写都在内存中完成，没有因磁盘I/O带来很大的开销。因此，在海量数据的处理过程中，事务并发控制的好坏直接决定了数据处理性能的高低。本文的目标就是研究内存数据库事务并发控制技术，设计一套适合于内存数

2、据库事务管理的方案，以满足电力行业海量数据处理的需求。由于电力行业现场采集数据到达时刻极不均衡，具有较强的突发性，这给事务的并发控制带来了空前的挑战。本文通过分析现有事务并发控制技术，包括两阶段加锁协议、树形多粒度锁、意向锁、动态多粒度锁和死锁检测等，提出了本文要解决的问题：多核环境下高突发性事务流的并发控制问题。通过对多核环境下高突发性事务流的并发控制问题的深入分析，本文基于现有的自主开发的内存数据库——CacheDB的构架，设计了一套适合电力行业应用的事务管理功能模块，包括事务管理器、事务调度器和锁管理器。该方案综合了意向锁和动态多粒度锁的优点，事务冲突多时，采用并发能力强的行级

3、锁；事务冲突少时，采用加锁开销小的表级锁，很大程度地提高了系统的总体性能。此外，本文对传统的动态多粒度锁机制进行了改进，重点考虑了锁的相容及开销情况，优化了事务冲突的判决机制；针对动态多粒度锁，优化了现有的死锁检测机制，尽可能的减少不必要的死锁检测动作。为了验证CacheDB事务管理方案的可行性，本文对闩和动态多粒度锁进行了仿真测试。测试结果显示，采用意向锁和动态多粒度锁相结合的事务并发控制设计方案，在数据到达不均衡条件下，系统总体事务处理性能得到明显提高。关键词：内存数据库,事务管理,CacheDB,意向锁,动态多粒度锁I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedev

4、elopmentoftechnology,thedisposalofreal-timedatarequiresthesupportofhighcapableDatabase.ThedataofMainMemoryDatabase(MMDB)ismemorizedinMemoryandallordersareprocessedintheMemory,thusDiscI/Oisnotthebottleneckofdatavisitinganymore.Intheprocessofgreatcapacityfordata,thecontroloftransactionconcurrency

5、iscrucialtotheperformancedegreeofdataprocessing.Inordertosatisfythedemandofgreatcapacityforsimultaneityelectricpower,itisnecessarytodesignakindoffit-forschemeofCacheDBTransaction.TheobjectiveofthisarticleistoresearchtherelatedtechnologiesofMemoryDatabaseTransaction,especiallytodealwithtransacti

6、onconcurrencycontrol.Theextremeimbalanceofgreatcapacityfordataintheindustryofelectricpowerbringsthetransactionofconcurrencycontrolanunprecedentedchallenge.Witharesponsiblyprofessionalanalysisoncurrenttransactionconcurrentcontrol,mypaperistryingtofigureoutemergenttasks,Ideeplyanalyzedthekeytechn

7、ologiesconcernedofcurrentlocking,includingtheprotocoloftwo-phraselocking,themultiplelockingoftree-format,theintensionLock,thedynamicmulti-granularitylockingandthedetectionofdeadlock.Afterdeeplyanalyzingthecrucialtechnologiesandcom