广播磁盘环境下的实时事务处理与内存数据库日志应用

### 广播磁盘环境下的实时事务处理与内存数据库日志应用 在当今的通信和计算环境中，实时事务处理和数据库的高可用性至关重要。本文将介绍广播磁盘环境下的实时事务处理新协议，以及利用日志提高实时内存数据库可用性的方法。 #### 广播磁盘环境下实时事务处理新协议 在广播磁盘（Bdisks）环境中，传统的并发控制协议面临诸多挑战。由于移动客户端到服务器的带宽有限，像两阶段锁这样需要与服务器持续同步以检测数据冲突的协议，在这种环境下效率低下。因此，现有的协议大多基于乐观方法。然而，传统的乐观方法存在两个主要问题：一是严重的数据冲突只能在服务器的验证阶段检测到，导致一些注定要中止的事务执行到最后，浪费了客户端的处理资源和通信带宽；二是服务器采用的验证过程无效，导致许多不必要的事务中止和重启。 为了解决这些问题，提出了一种新的协议，该协议具有以下特点： - **协议设计** - **验证信息广播**：利用事务的时间戳间隔减少不必要的中止，并通过服务器向客户端广播验证信息，使客户端能够调整其活动事务的时间戳间隔。虽然客户端无法保证本地终止事务，但该策略将部分验证功能分配给客户端，实现了真正的分布式验证，减轻了服务器的负担。 - **时间戳排序**：为每个数据对象维护读时间戳（RTS）和写时间戳（WTS），每个活动事务都有一个时间戳间隔（TI）。根据数据冲突类型（读 - 写冲突和写 - 读冲突），调整事务的时间戳间隔，以确保事务的可串行化。 - **新协议的实现** - **移动客户端的事务处理**：客户端执行三个基本功能：处理活动事务的读写请求、使用当前周期广播的验证信息验证活动事务、将活动事务提交到服务器进行最终验证。验证信息包括已接受和已拒绝的事务标识符、已提交事务的读写集以及相关的时间戳。 - **服务器功能**：服务器持续广播最新的提交值和验证信息，并验证提交的事务以确保可串行化。服务器只需要执行客户端无法保证的验证部分，维护一个验证事务列表和每个数据对象的读写时间戳。 以下是客户端和服务器的关键算法： ```plaintext Functions: Process, Validate, and Submit at the Clients Process (Ta, x, op) { if (op = READ) { TI(Ta) := TI(Ta) n [WTS(x),oo); if T I(Ta) = D then abort Ta; else { Read(x); TOR(Ta,x) := WTS(x); FinaLValidate(Ta) := FinaLValidate(Ta) U {x }; } } if ( op = WRITE) { TI(Ta) := TI(Ta) n [RTS(x),oo); if T I(Ta) = D then abort Ta; } else { Pre-write(x); remove x from FinaLV alidate(Ta); } } Validate { // results of previously submitted transactions for each Tv in Submitted { if Tv E Accepted then { mark Tv as committed; Submitted:= Submitted - {Tv }; } else { if Tv E Rejected then { mark Tv as aborted; restart Tv; Submitted:= Submitted - {Tv}; } } ```