可扩展的可序列化XQuery框架与无线传感器网络开发的探索

### 可扩展的可序列化XQuery框架与无线传感器网络开发的探索 #### 可序列化XQuery框架相关 在处理XML数据时，并发控制和高效查询是关键问题。为了实现可序列化、无幻影且高度并发的查询处理，需要在系统内为所有数据访问路径提供最大程度的并发控制。 1. **索引机制** - **存储方式**：XTC的物理存储省略了冗余的元素嵌套，仅存储文档树的叶节点。通过叶节点的DeweyID和PCR（路径类引用），可以随时计算出文档的祖先路径。路径摘要（path synopsis）是一个小型树，反映了文档内所有唯一的路径。 - **索引类型** - **复杂索引**：结合DeweyID和PCR，可以创建复杂的索引，根据文档属性和查询需求进行调整。通过PCR、DeweyID和节点内容的排列组合，可以构建不同类型的路径和CAS索引的键/值对。 - **两阶段元素索引**：允许按文档顺序高效访问所有同名元素，逻辑上等同于模式`//*`的路径索引，但具有不同的物理属性。 - **常规内容索引**：将内容和属性值映射到DeweyID。 - **并发控制优势**：所有四种索引类型都使用标准的B*树实现，这使得可以采用标准的索引锁定技术，不仅锁定索引条目以实现可重复读取，还锁定它们之间的间隙以防止幻影插入和删除。 | 索引类型 | 特点 | | ---- | ---- | | 复杂索引 | 结合DeweyID和PCR，可根据文档和查询需求调整 | | 两阶段元素索引 | 按文档顺序高效访问同名元素 | | 常规内容索引 | 将内容和属性值映射到DeweyID | 2. **模式幻影问题及解决方法** - **问题描述**：路径摘要在查询优化和索引选择中起着重要作用，但由于它只是当前文档结构的快照，可能导致模式幻影问题。例如，一个事务根据路径摘要选择了一个索引，但在另一个事务创建新路径后，原索引可能不再适用。 - **解决方法** - **保守策略**：优化器不选择过窄的索引或不裁剪查询分支，但这会限制索引的使用。 - **共享锁策略**：当事务匹配路径表达式时，获取该表达式的共享锁。创建新路径的事务需要对匹配新路径的锁定表达式请求排他锁，排他锁在授予时立即释放，以减少对写入操作的影响。 ```mermaid graph TD; A[事务T1匹配路径表达式] --> B[获取共享锁]; C[事务T2创建新路径] --> D[探测匹配的锁定表达式]; D --> E[请求排他锁]; E --> F[排他锁授予并立即释放]; ``` 3. **实验分析** - **查询策略**：对XMark基准测试中的查询Q1采用了四种不同的查询策略进行比较，包括Scan、ElementIndex、PathAndContentIndex和CASIndex。 - **执行时间**：查询执行时间与每个计划访问的节点数量直接相关。Scan策略在文档大小增加时扩展性最差，而PathAndContentIndex和CASIndex策略的响应时间在不同文档大小下保持稳定。