基于数据时态特性的实时事务并发控制

通过对数据时态特性及其对事务调度的影响进行分析,提出了基于数据时态特性的实时事务并发控制算法.该算法根据数据截止期及事务的执行时间估算,改进了事务的验证规则,对事务的提交顺序进行调整,提高了系统的实时性能.理论分析与实验结果表明:该算法降低了事务重启个数及超截止期百分率,性能要优于已有的实时并发控制算法.     

基于截止期的可推测实时数据库事务并发控制

在实时数据库应用环境中,最大的并发数或者吞吐量不再作为性能的重要衡量尺度,而把在截止期之前完成的事务数量作为决定性的性能指标。因此,综合乐观并发控制（OCC）和悲观并发控制（PCC）的方法,提出了基于截止期的两阶段可推测并发控制技术（PSCC）以提高事务满足时间限制的可能性。首先,基于事务的截止期对潜在的可能带来数据不一致性的威胁进行推测,尽早地重启那些变为现实的威胁可能性较大的冲突事务,允许变为现实可能性较小的冲突事务继续执行。其次,在校验阶段采用广播式的提交技术控制未违背提交一致性的事务的提交,保证了数据库一致性,同时暂时阻塞违背提交一致性的事务并利用优先级升级技术减少被阻塞事务的不必要的重启。最后,给出了PSCC的行为规则及算法描述。性能测试结果分析表明,PSCC比OCC-BC和HPA有更低的失败率的重启率。     

实时数据库数据特征对事务处理的影响

实时数据库系统事务调度一般只考虑事务的截止期,这对保证满足事务访问数据的时间正确性是不够的。文中针对时序数据的特点给出了同时考虑事务的截止及“数据截止期”的事务优先级分派、调度及并发控制方法。     

基于耦合模式的主动实时并发控制算法

主动实时数据库中触发事务与被触发事务在执行上具有多种耦合模式，传统的并发控制无法对具有复杂耦合模式的事务进行有效调度。通过对不同耦合模式实时要求及事务间冲突关系的分析，提出了新的主动实时并发控制算法(ARTCC-CM)，采用时戳区间策略，在验证阶段检测冲突事务触发度及执行时间，动态调整串行化顺序。理论分析与实验证明，在保证可串行性同时减少了不必要的事务重启，提高了系统性能。     

分布式实时数据库并发控制

在集中式实时数据库中，事务并发控制一般采用基于优先级的事务重启或优先级继承．在分布式实时数据库中，由于一个主事务的各参与事务可能分布在多个节点上，事务重启一方面会造成系统资源的极大浪费，另一方面又会加大网络传输的负担．而在优先级继承策略中，被阻塞的高优先级事务的执行完全依赖于阻塞它的低优先级事务，在分布式环境中，事务的执行具有更多的不可确定的因素，这就很难保证被阻塞事务的截止期．本文提出了一种基于数据多映像的并发控制协议，事务因访问数据而形成不同的依赖关系，改变高优先级事务和低优先级事务的依赖关系从而更有利于高优先级事务而又不矢折或阻塞其他事务，从而大大提高事务执行的并发度，更好地满足实时事务的截止期．     

一种动态调整串行化顺序的实时并发控制协议

实时并发控制协议用来控制并发事务间的相互作用,已满足实时数据库的一致性.本文提出一种四阶段实时并发控制协议HTRCC-DASO,协议在读或等待阶段基于事务优先级动态调整串行化顺序,通过阻塞或及早重启低优先级事务,使高优先级事务率先提交并降低事务重启开销.在验证阶段检查事务读写集合的外部一致性和相互一致性并调整活动事务的时间戳间隔,确保满足事务时态一致性和调度冲突可串行化.通过引入相似性概念,提出了HTRCC-DASO的改进版本:SHTRCC-DASO,性能测试结果显示,SHTRCC-DASO协议能保证良好的实时性能.     

基于级联深度的主动实时乐观并发控制协议

主动实时数据库因结合了时间限制与主动机制而使系统事务的并发控制变得更为复杂。主动规则的引入使事务触发新的事务且在执行上具有多种耦合方式,传统的实时并发控制策略无法对具有复杂执行模式的事务进行有效调度,而基于主动数据库的并发控制机制也没有考虑事务的实时性问题。通过对事务不同耦合方式的实时要求及事务间冲突关系进行分析,提出了新的主动实时数据库乐观并发控制方法,对不同事务级联深度进行评估,结合事务执行的时间信息对冲突事务进行动态调整串行化顺序。理论分析与实验证明,能在保证事务可串行性的同时降低了不必要事务重启个数,更好地满足系统的实时性。     

一种基于移动环境的混合乐观实时事务处理策略

随着移动计算技术的快速发展，移动环境下涉及到实时事务处理的应用需求正逐渐增长．由于移动环境下固有特性：高的网络延迟、频繁的断接性和移动性等，采用传统的事务处理技术，在移动环境下很难满足事务的截止期要求．提出了一种基于高优先级两段锁的混合乐观实时事务并发控制协议(HORTCC—SHP2PL)．该协议在移动实时事务处理中将乐观并发控制和高优先级两段锁结舍起来，利用两阶段提交协议实现移动实时事务的全局提交．为了进一步减少移动实时事务重启的数目．在并发控制协议中引入了相似性的概念．仿真实验显示．与分布式高优先级两段锁(HP2PL)比较，HORTCC—SHP2PL明显地减少了实时事务错过截止期的比率，提高了事务的并发度，能更好的满足移动实时事务截止期的要求．     

一种嵌入式移动实时数据库的并发控制策略

嵌入式移动实时事务的并发控制除了满足传统事务的基本特性外,还要着重考虑优先级颠倒、不必要的事务重启和全局数据一致性及混合事务系统的性能等问题.基于绝对串行化时序与选择重启的乐观并发控制算法(OCC-ASTOSR),利用绝对时标在广播循环的支持下调整移动客户端和中心数据库服务器上的事务串行化顺序,检测事务的数据访问冲突,并应用选择重启的方法解决冲突.事务随着运行过程更新读写数据集信息,每个数据对象都维护相关的时间信息,通过无线网络通信传递这些控制信息,交互地完成移动客户端和中心服务器中的本地事务验证和移动事务两阶段验证提交.     

基于资源预报的两级并发控制

本文提出了一种新的基于资源预报的并发控制机制，该机制充分考虑了实时事务的功能替代性，将并发控制分为替代级控制和事务级控制，允许多个替代并发执行。每个替代代表一条执行路径，只要其中一个替代成功则该实时事务可以提交；一个替代夭折，不表示该事务夭折，甚至并发执行的所有替代夭折，也不一定表示该实时事务夭折，该事务有可能会从另外的替代重启，这就大大提高了实时事务的成功率，降低了由于硬实时事务超过截止期对系统带来损失的可能性。     

NCS中实时数据库的多版本并发控制研究

实时数据库是网络控制系统(NCS)的重要组成部分,是整个控制系统中数据交换的平台。本文在原有的两段锁机制的基础上,提出一种适用于多版本的两段锁并发控制方法。简述数据多版本给现场控制带来的不利影响。分析在数据多版本的情况下,现场事务的可串行性,用多版本并发控制协议MV2PL解决多版本并发控制问题。用简化的多版本并发协议2V2PL说明它的正确性,并通过实例表明该协议是可行的。     

Multiversion locking protocol with freezing for secure real-time database systems

Database systems for real-time applications must satisfy timing constraints associated with transactions. Typically, a timing constraint is expressed in the form of a deadline and is represented as a priority to be used by schedulers. Recently, security has become another important issue in many real-time applications. In many systems, sensitive information is shared by multiple users with different levels of security clearance. As more advanced database systems are being used in applications that need to support timeliness while managing sensitive information, there is an urgent need to develop protocols for concurrency control in transaction management that satisfy both timing and security requirements. In this paper, we propose a new multiversion concurrency control protocol that ensures that both security and real-time requirements are met. The proposed protocol is primarily based on locking. However, in order to satisfy timing constraints and security requirements, a new method, called the freezing method, is proposed. In order to show that our protocol provides a higher degree of concurrency than existing multiversion protocols, we define a new serializability for multiversion concurrency control, called FR-serializability, which is more general than traditional serializability. We present several examples to illustrate the behavior of our protocol, along with performance comparisons with other protocols. The simulation results show significant performance improvement of the new protocol.     

并行数据库实时多版本并发控制协议性能研究

随着对实时数据库事务处理性能要求的不断提高 ,将并行数据库和实时数据库相结合的并行实时数据库将成为新的发展方向 .然而通常的实时多版本并发控制协议不适合并行数据库的无共享结构 .比较了几种并发控制协议在无共享结构下的性能 ,该文提出了一种并行实时多版本并发控制协议 .它能有效地减少事务的重启 ,降低事务的错过率 .在长短事务混合的情况下 ,它的性能比其它的并发控制协议更好 .同时 ,它具有更好的可扩展性 .作者利用仿真模型对该协议进行了性能测试 ,与其它协议进行了比较 ,并分析了实验结果 ,仿真实验结果表明该协议性能良好     

网格环境下的实时事务级并发控制协议

根据网格实时事务处理的特点,对可推测并发控制协议(SCC)进行改进,提出了一种网格环境下实时事务并发控制机制中的事务级控制协议(GSCC)。该协议通过扩充事务操作类型减少事务冲突;通过动态设置事务影子的最大数量,合理地利用系统资源;通过精简事务影子的数量来缩减系统开支;通过增设准提交阶段避免大量不必要的事务重启,提高了并发度。实验结果证明,GSCC协议是可行、正确的,在控制并发事务方面具有较好的性能,可满足事务实时性的需求。     

移动广播环境中有效处理实时只读事务

提出了移动广播环境中有效处理实时只读事务的方法。给出了多种多版本广播磁盘组织。采用多版本机制，实现移动只读事务无阻塞提交。通过乐观方法，消除移动只读事务和移动更新事务的冲突。使用多版本动态调整串行次序技术，避免了不必要的事务重启动。在移动主机上如果移动只读事务通过向后有效性确认，则可提交，不需要提交到服务器处理，降低移动只读事务的响应时间。通过模拟仿真对提出的方法进行了性能测试,实验结果表明新方法要优于其他协议。     

实时Client/Server数据库多版本两个阶段封锁并发控制协议

提出了实时Client／Server数据库多版本两阶段封锁并发控制协议．该协议具有多版本并发控制机制与两阶段封锁机制的优点，使用如下策略以减少延误截止时间事务数量：若冲突集中有比持锁事务Ti优先级高的事务，且Ti重启动不会延误截止时间，则Ti重启动，冲突集中优先级最高的事务获得锁；否则，冲突集中其它事务等待．为了提高只读事务的响应时间，客户端设有一致数据库影子，只读事务在客户端处理．通过仿真模拟，与2V2PL和OCC—TI—WAIT—50协议进行比较，结果表明：该并发控制协议不仅能有效降低事务延误截止时间率，而且能改善只读事务的响应时间，减少优先级高事务的锁等待时间．协议性能优于2V2PL协议和OCC—TI—WAIT—50协议．     

以平衡B链树为数据库索引的并发控制算法

针对B链树作为多版本数据库索引的并发控制机制,提出一种新的B链树结构修改并发控制算法。该算法将B链树结构修改操作划分为几个更小的原子修改操作,这些修改操作可以并发运行并且不会死锁。实验表明,新算法提高了并发度与事务的吞吐量,并保持B链树结构的一致性和平衡性。      

移动分布式数据库中的实时事务处理

提出了移动事务实时提交协议(MTRTC)和多版本乐观并发控制协议(MVOCC)处理移动分布式实时事务。MVOCC有效性检查分为局部有效性检查和全局有效性检查，采用动态调整串行次序，避免了不必要的事务重启动，改善了只读事务的响应时间。MTRTC是一个实时提交协议，减少了通信信息。实验结果表明结合MVOCC和MTRTC事务处理协议优于其它事务处理协议。     

Hybrid protocols using dynamic adjustment of serialization order for real-time concurrency control

Conclusions Time-critical scheduling in real-time database systems has two components: real-time scheduling and concurrency control. While both concurrency control and real-time scheduling are well-developed and well-understood, there is only limited knowledge about the integration of concurrency control and real-time scheduling. Though recently the problem has been studied actively, the proposed solutions are still at an initial stage. A major source of problems in integrating the two is the lack of coordination in the development. They are developed on different objectives and incompatible assumptions (Buchmann 1989).Most of the proposed work for real-time concurrency control employ a simple method to utilize one concurrency control scheme such as 2PL, TO and OCC, and to consider the priority of operations inherited from the timing constraints of transactions in operation scheduling. This method has an inherent disadvantage of being limited by the concurrency control method used as the base. Since neither of pessimistic nor optimistic concurrency control is satisfactory by itself for real-time scheduling, this simple method using only one control can hardly satisfy the timing requirements of RTDBS. Problems such as excessive blocking, wasted restarts, and priority inversion are serious in RTDBS.In this paper, we proposed two real-time transaction scheduling protocols which employ a hybrid approach, i.e., a combination of both pessimistic and optimistic approaches. These protocols make use of a new conflict resolution scheme called dynamic adjustment of serialization order, which supports priority-driven scheduling, and avoids unnecessary aborts.This work was supported in part by ONR, by NRaD, by DOE, and by IBM.