分布式数据库事务分类策略研究

针对分布式数据库系统在使用分配算法时需要预先指定事务执行站点的情况,通过分析分布式数据库查询代价模型,提出一种事务分类部署策略。利用层次聚类算法对查询事务进行分类并将同类事务部署至同一站点,在聚类过程中为查询事务构造查询矩阵和相似度矩阵,降低查询事务执行时间。实验结果表明,在相同的分片冗余条件下,当测试表数据量大于100万条且并发人数为100人时,与集中式数据库系统相比,基于该策略的分布式数据库系统具有更短的并发查询时间和更快的系统响应速率。     

许可链下的事务并行执行模型

现有的许可链系统大多采取串行的事务执行方式，无法利用多核处理器的性能优势。在共识算法性能较高的许可链中，这种串行的事务执行方法将会成为性能瓶颈。为降低排序-执行-验证架构的许可链中事务执行的时间开销，文中提出了两种事务并发模型。首先，提出了基于地址表的并行执行模型，通过静态分析的方法将事务的读写集映射到地址表中，并利用地址表构建调度图实现无数据冲突的事务并行执行；其次，针对静态分析方法不适用于读写需求复杂的应用场景，提出了基于多版本时间戳排序的并行执行模型，领导者节点使用多版本时间戳排序算法并行地预执行事务并将调度图以事务依赖三元组的形式存储入区块，所有验证节点通过事务依赖三元组进行调度，在保证一致性的前提下实现事务的并行执行；最后，在Tendermint中实现了所设计的两种事务并发模型，并进行了事务执行阶段性能测试和多节点性能测试。实验结果表明，相比串行执行，所提模型在单节点8线程时的事务执行时间分别减少了68.6%和28.5%,4节点8线程时区块链吞吐量分别提升了约43.4%和19.5%。     

分布式数据库并发控制方法研究

并发控制机制是数据库事务管理中重要的组成部分,是衡量一个数据库系统功能强弱和性能好坏的重要标志之一。分布式并发控制的目的是保证分布事务和分布式数据库的一致性,实现分布事务的可串行性,使事务具有良好的并发度以保证系统具有用户满意的效率。本文首先就分布式数据库并发事务的可串行化进行探讨并在此基础上提出分布式数据库并发控制的基本方法。     

一种多处理器平台上的传感器事务调度算法

如何有效地调度传感器事务以维护数据的时态一致性是信息物理融合系统研究中的一个重要问题。已有的调度算法基本上都是针对单处理器平台来设计的。提出一种多处理器平台上的传感器事务调度算法,算法通过合理地分配和调整事务实例执行所需处理器资源来保证数据的时态一致性约束,通过预先计算出全局重复调度序列来降低运行开销,给出了算法的可调度性分析。实验结果表明,该算法具有较高的调度成功率,其产生的更新负载也较低。     

分布式数据库并发控制方法研究

并发控制机制是数据库事务管理中重要的组成部分，是衡量一个数据库系统功能强弱和性能好坏的重要标志之一。分布式并发控制的目的是保证分布事务和分布式数据库的一致性，实现分布事务的可串行性，使事务具有良好的并发度以保证系统具有用户满意的效率。本文首先就分布式数据库并发事务的可串行化进行探讨并在此基础上提出分布式数据库并发控制的基本方法。     

基于混合粒度冲突检测的事务工作流调度算法

事务工作流由若干个平面事务组成,其执行满足松弛原子性.由于组成事务工作流的平面事务具有不同的完成特性,为了防止不可串行化的执行,现有的调度算法通常只允许一个活动工作流执行不可补偿事务,这大大限制了并发度.定义了基于事务类型和事务实例两种粒度的冲突关系,并提出了一种基于这两种粒度冲突检测的调度算法,保证了并发事务工作流的可串行化和可恢复执行.该算法从两个方面提高了并发度:一方面通过事务实例之间(细粒度)的冲突检测减少了工作流冲突的概率;另一方面通过事务类型之间(粗粒度)的冲突预测,允许多个将来不冲突的工作流执行不可补偿事务.     

多数据库事务并发调度算法优化技术研究

研究优化调度数据库中事务问题,为保证多数据库中事务提交顺序,提高事务执行及提交的并发度,研究了事务提交图的调度算法TM2,针对算法TM2中事务管理器无法检测到全局事务与局部事务的间接冲突,提出了优化算法TMO,采用ticket算法在全局事务的每个子事务之间增加数据操作,以便在每个成员数据库的全局子事务之间创造直接冲突,并通过添加保存点恢复中止事务代替重做事务,保持了多数据库中事务的可串行化.通过仿真,对比了两种调度算法的性能.得出算法TMO解决了事务的可串行化问题,提高了事务的并发度,保证了事务的一致性.     

两阶段封锁可串行化强制性的实现

数据库的共享性是建立在多个共享事务的并发执行基础之上的。为了保证多个事务的并发执行,并发控制器对各事务动作的调度应当是可串行化的。然而,在实际调度过程中,并非所有的调度都是可串行化的。为了确保事务之间的可串行性关系,可使用两阶段封锁将非可串行化调度强制实现为可串行化调度。     

MDBS中一种改进的并发事务调度算法

MDBS中并发事务的调度策略必须满足可串行化准则,论文主要分析以事务提交图为中心的调度算法TM2,虽然保证了全局事务提交顺序的可串行化,但在提交时才进行冲突检测方式存在缺点,提出改进后的事务调度算法TM3不仅保证了全局事务的可串行化和防止了全局死锁的发生,还提高了全局事务执行的并发度。最后通过实验在数据库加速引擎中进行模拟,对比了两种调度算法的性能。     

柔性作业调度的串并行模型对比与求解

作业处理中的柔性使得作业调度更为灵活,作业中操作的执行顺序满足拓扑排序是作业调度的前提。是否允许没有优先关系的操作在不同的机器上同时执行是区分串行和并行调度的条件。文中以共生进化算法求解一个复杂的作业调度模型为例,给出了算法实现串行调度和并行调度的具体区别,并给出了串行和并行调度的结果。结果表明,并行相对于串行对算法效率的提高与柔性大小相关,与作业的规模成反比。     

一种面向混合实时事务调度的并发控制协议

首先给出了一个两层结构的混合实时数据库系统模型,其中支持采用非定期任务调度算法来改进系统的性能．进一步,针对这种模型下混合事务的数据一致性问题,提出了一种新的并发控制协议——MCC-DATI．该协议采用动态优先级驱动的调度算法,通过限制非定期的软实时事务对硬实时事务的阻塞时间,保证硬实时事务的可调度性;同时,采用非定期任务调度算法以及基于时间戳间隔的动态串行化顺序调整机制来减少软实时事务的截止期错失率．仿真实验表明,相对于先前的混合事务的并发控制协议,该协议在不同的系统负载与截止期约束下都能够改进系统的性能。     

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。     

实时主动数据库有效性检查并发控制协议

在实时主动数据库中,事务不仅有时间约束,而且事务执行可能触发其它事务执行。传统并发控制协议不适应于实时主动数据库系统。该文研究了实时主动数据库事务执行模式,提出了有效性检查并发控制协议。协议使用动态调整串行次序策略,避免不必要的事务重启动。通过仿真模拟与HP2PL协议和OCC-TI-WAIT-50协议进行了比较。结果表明,该协议能有效地降低事务延误截止时间率和事务重启动率,性能优于HP2PL和OCC-TI-WAIT-50协议。     

Optimistic priority-based concurrency control protocol for firm real-time database systems

This paper presents an optimistic priority-based concurrency control protocol that schedules active transactions accessing firm deadline real-time database systems. This protocol combines the forward and backward validation processes in order to control concurrent transactions with different priorities more effectively. For a transaction in the validation phase, it can be committed successfully if the serialization order is adjusted in favour of the transactions with higher priority and aborted otherwise. Thus, this protocol establishes a priority ordering technique whereby a serialization order is selected and transaction execution is forced to obey this order. This priority-based protocol addresses the problem of satisfying data consistency, with the goal being to increase the number of transactions that commit by their deadlines. In addition, for desirable real-time conflict resolution, this protocol intends to meet more deadlines of higher priority transactions then lower priority transactions.     

大型实时数据库系统设计及并发控制调度

系统地分析了大型实时数据库系统的应用环境和功能需求，提出了企业大型实时数据库的体系结构、设计思路和实现方法，研究了实时主动数据库事务执行模式，提出了有效性检查并发控制协议。协议使用动态调整串行次序策略，避免不必要的事务重启动，并能有效降低事务延误截止时间。该实现方法在工程应用中取得了良好的效果。     

Concurrency control in mobile distributed real-time database systems

This paper presents DMVOCC-2PLV (Distributed Multiversion Optimistic Concurrency Control with Two-Phase Local Validation) protocol for processing mobile distributed real-time transactions in mobile broadcast environments. In DMVOCC-2PLV protocol, transaction validation is performed at two levels: local validation and global validation. Local validation of transactions is performed in two phases: local pre-validation and local final validation. At the MHs (Mobile Hosts), all mobile transactions perform local pre-validation of transactions by using a backward validation mechanism. The local pre-validation process is carried out against committed transactions at the server in the last broadcast cycle. Such an early data conflict detection feature can save processing and communication resources. Transactions that survive in local pre-validation must be submitted to the server for local final validation. In global validation distributed update transactions have to check to ensure distributed serializability in all participants. The protocol can eliminate conflicts between mobile read-only and mobile update transactions, and resolve data conflicts flexibly using multiversion dynamic adjustment of serialization order to avoid unnecessary restarts of transactions. Mobile read-only transactions can be committed with no-blocking, and respond time of mobile read-only transactions is greatly reduced. The tolerance of mobile transactions of disconnections from the broadcast channel is increased. The results of simulation experiment show that the new protocol proposed offers better performance in terms of miss rate, restart rate, commit rate and throughput.     

大型实时数据库系统设计及并发控制调度

系统地分析了大型实时数据库系统的应用环境和功能需求,提出了企业大型实时数据库的体系结构、设计思路和实现方法, 研究了实时主动数据库事务执行模式,提出了有效性检查并发控制协议。协议使用动态调整串行次序策略,避免不必要的事务重启动,能有效降低事务延误截止时间,在工程应用中取得了良好的效果。     

移动计算环境中实时嵌套事务并发控制协议的研究

提出了移动计算环境中多版本乐观并发控制协议(MultiversionOptimisticConcurrencyControl,MVOCC)处理移动实时嵌套事务.协议消除了只读事务和更新事务之间冲突,通过动态调整事务串行次序,避免不必要的事务重启动.只读事务在移动主机处理,只读事务的响应时间大大改善.事务有效性检查分两级局部有效性检查和全局有效性检查.局部有效性检查在移动主机进行.通过局部有效性检查的事务提交到服务器进行全局有效性检查.如此早地检测数据冲突,节省了处理和通信资源.通过模拟仿真,对协议进行了性能测试,并与OCC-TI-WAIT50和HP2PL协议进行了比较.实验结果表明该协议要优于其它协议.协议不但能有效地降低事务的重启动率和延误截止时间率,而且改善只读事物的响应时间.     

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。     

On speculative replication of transactional systems

In this paper we investigate, from a theoretical perspective, the problem of how to build speculative replication protocols for transactional systems layered on top of an Optimistic Atomic Broadcast (OAB) service. The OAB service provides an early, possibly erroneous, guess on transactionʼs final serialization order. This can be exploited to speculatively execute transactions in parallel with the algorithm used to determine their final total delivery (and serialization) order. To maximize the chances of guessing their final serialization order, transactions are executed multiple times, speculating on the possible orderings eventually determined by the OAB service. We formalize the Speculative Transactional Replication (STR) problem by means of a set of properties ensuring that transactions are never activated on inconsistent snapshots, as well as the minimality and completeness of the set of speculatively explored serialization orders. Finally, we present a protocol solving the STR problem, along with simulation results assessing its effectiveness.