《分布式并发》PPT课件

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1、第5章分布式并发控制计算机科学与技术学院5.1问题提出与抽象一读写异常问题二分布式数据库管理系统的抽象1数据库与DM（DataManagers）数据库可以看作是一个逻辑数据项集合，记作X，Y，Z,…….每一个逻辑数据项可以存储在系统的任何DM中，也可以冗余地存储在多个DM中。TM（TransactionManagers）。2用户与事务用户的数据库请求是通过执行事务与DDB发生联系的。事务可以来自于自含查询语言的联机查询如（QUEL）；也可是报告书写语言的报告生成程序如（PRG）；还可以是应用程序设计语言嵌入的数据

2、操纵语言编写的应用程序，如（PROC）。一个事务模拟为一个READ和WRITE操作的序列，而不关心其内部计算。一个事务的逻辑写集是该事务要写的所有逻辑数据项的集合。如果一个事务的存储读集或存储写集与另一个事务的存储写集相交，则称这两个事务是冲突的（Conflict）。5.2用于并发控制的DDBS抽象结构TM1TM2TM3DM1DM2DM3DS1DS2DS3T1.TNT1.TNT1TNDDBS抽象示意图每一个在DDBMS中执行的事务都由一个单独的TM管理，即事务发出其所有的操作给一个特定的TM，所有为执行该事务所需

3、要的分布式计算由该TM管理。在响应事务的命令时，TM向DM发出命令，说明具体的存储数据项将被读或写。由DM对相应数据子集进行操作。一、集中式事务处理模式一个集中式DBMS可以看作是在一个站点上的只有一个TM机构的管理软件。⑴当一个事务T发出BEGIN操作时，TM给T初始化一个私有工作区。⑵当T发出READ（X）时，TM检查私有工作区是否包含X的一个副本。如果包含X的一个副本值并返回到T，否则TM发命令到相应的DM，检索X的一个副本值并返回到T，这个操作记为：DM-READ(X).⑶当T发出WRITE（X，VALU

4、E）时，如果私有工作区含有X则更新其值，否则建一个具有此新值的X的副本，并放入工作区。⑷当一个事务T发出END操作时，TM为每一个更新的逻辑数据项X发出DM-WRITE（X），使相应的DM对X所在的数据子集的X的值得到更新。当所有的DM-WRITE处理后，T的执行完成，撤销私有工作区。在这种模式下，可以把READ和WRITE看作是用户对数据库请求的事务级操作，而把DM-READ和DM-WRITE看作是对数据库的内部操作。两段提交（TWO-phaseCommit）提交工作分两步完成：⑴从T的私有工作区中复制X，Y，

5、Z，…..的值，并把这些值暂时放在安全的地方。如果在这一步中DBMS失效，则放弃事务的提交。⑵DBMS把X，Y，Z，…….的值复制到存储数据库。如果在这一步中DBMS失效，应启动恢复过程，从安全存储器中读出X,Y,Z,…的值，并重新提交，直到成功为止。二、分布事务处理模型1．DDBMS中的私有工作区一个事务T的私有工作区通常并不在与T的TM相同的场所，而是分布在包含T所访问数据的所有场所中。2．DDBMS中的两阶段提交问题在DDBMS中，由于可能一个场所失效而系统的其它部分继续工作，使得原子提交问题变得更加复杂与

6、困难。在分布式DBMS中，引入TM与DM之间的预提交操作（pre-commit）。这个操作使DM从私有工作区复制数据项到安全存储器。每个接收与提交的DM能够确定在提交活动中还有哪些DM参加。如果T的TM在发生所有的DM-WRITE之前失效，则尚未收到DM-WRITE的那些DM能够识别这些情况，并查询是否有DM收到DM-WRITE。如果有DM接收到DM-WRITE，则剩余的这些DM就像它们也接收到命令一样的进行执行。三、分布式事务处理模式⑴当一个事务T发出BEGIN操作时，T的TM给T初始化一个私有工作区；⑵当T发

7、出READ（X）时，TM检查私有工作区是否存在X的一个副本。如果包含X的一个副本，T就使用这个副本的值，否则TM选择X的某个存储副本Xi，DM从数据库中检索这个副本的值，把这个值存入私有工作区⑶当T发出WRITE（X，VALUE）时，如果工作区含有X的一个副本值，则将私有工作区相应的更新，否则建一个具有新值VALUE的X的副本。⑷当一个事务T发出END操作时，两段提交开始。对于T更新的每一个逻辑数据项X、X的每一个存储副本Xi，TM给Xi所在的DM发出Pre-Commit，在所有预提交处理以后，TM对所有由T更新

8、的逻辑数据项的所有副本发DM-WRITE。直到所有数据项的所有副本处理结束后T的执行结束。5.3分布式并发控制理论一、无干扰执行与可串行性考虑事务的一个集合T1…..Tn,令E0是这些事务的一个执行。E0最保险的实现策略是串行执行，即每一个事务是在下一个事务开始之前完成。如果这些事务的另一个执行E1中有事务的并行执行，但E1和E0在输出和对数据库的影响上都有相同的结果，则