分布式数据库的并发控制读书报告

合集下载

分布式数据库中的事务管理与并发控制研究

分布式数据库中的事务管理与并发控制研究

分布式数据库中的事务管理与并发控制研究在当今信息技术高速发展的背景下,分布式数据库的应用日益广泛。

然而,分布式数据库面临着许多挑战,其中之一就是如何进行有效的事务管理和并发控制。

本文将重点研究分布式数据库中的事务管理和并发控制问题,并探讨当前的研究状况和未来发展趋势。

1. 事务管理事务是数据库操作的最小单位,它是一组数据库操作的集合,要么全部执行成功,要么全部回滚。

在分布式数据库中,由于数据分布在多个节点上,事务管理更加复杂。

主要的事务管理技术包括两阶段提交(Two-Phase Commit,2PC)、三阶段提交(Three-Phase Commit,3PC)和乐观并发控制(Optimistic Concurrency Control,OCC)。

2. 两阶段提交(2PC)2PC是一种常见的分布式事务管理协议,它通过协调器和参与者的交互来确保分布式事务的一致性。

首先,协调器向所有参与者发送准备请求,并等待它们的回复。

如果所有参与者都准备好了,协调器发送提交请求,否则发送中止请求。

然后,所有参与者执行相应的操作,完成后向协调器发送决策报告。

最后,协调器根据收到的决策报告判断是否提交事务。

2PC的主要问题是在协调器失效的情况下可能导致事务长时间阻塞。

3. 三阶段提交(3PC)为了解决2PC中的长时间阻塞问题,3PC在协议中引入了一次prepare阶段。

与2PC不同的是,3PC在prepare阶段引入了超时机制。

如果某个参与者超时,它将无法接收到协调器的提交请求,并进行回滚。

这样可以避免长时间阻塞,但是在网络不稳定的情况下仍然可能导致事务无法提交,丧失了完全一致性。

4. 乐观并发控制(OCC)OCC是一种轻量级的并发控制方法,它不需要显式的锁机制,而是基于版本控制实现。

每个事务在读取数据时都会获取一个版本号,并在提交时检查数据是否被其他事务修改,如果是,则回滚。

OCC的优势在于降低了锁开销和死锁风险,但在高并发和冲突频繁的场景中可能导致回滚的次数过多,影响性能。

分布式数据库系统中的事务管理与并发控制

分布式数据库系统中的事务管理与并发控制

分布式数据库系统中的事务管理与并发控制分布式数据库系统是由多个计算机和存储设备组成的系统,数据被分布在不同的节点上。

由于数据分散在各个节点上,事务管理与并发控制在分布式数据库系统中变得尤为重要。

本文将探讨事务管理和并发控制在分布式数据库系统中的重要性、挑战和解决方案。

事务管理是指确保数据库操作的一致性和原子性的过程。

在分布式环境中,由于多个节点之间存在网络延迟和不可靠性,事务管理变得更加复杂。

首先,分布式数据库系统需要处理事务的提交和回滚操作。

当一个事务涉及到多个节点时,需要保证所有节点的操作要么全部提交成功,要么全部回滚。

为了实现这个目标,可以使用两阶段提交(Two-Phase Commit,2PC)协议。

2PC协议通过协调器节点来管理事务的提交和回滚。

它首先向所有参与节点发送准备提交请求,如果所有节点都可以提交,则再向所有节点发送最终提交请求。

如果任何一个节点无法提交,则向所有节点发送回滚请求。

尽管2PC协议可以保证事务的一致性,但是它也存在着阻塞和单点故障的问题。

为了解决这些问题,可以使用多阶段提交(Multi-Phase Commit,MPC)协议。

MPC协议通过将事务分成多个阶段,并使用多个协调器节点来处理提交和回滚操作,从而减少了阻塞和故障的可能性。

其次,分布式数据库系统还需要处理并发事务之间的冲突。

在一个节点上并行执行多个事务时,可能会出现冲突的情况。

例如,两个事务同时修改相同的数据项,可能导致数据的不一致。

为了解决这个问题,可以使用锁机制来实现并发控制。

锁可以分为共享锁和排他锁。

共享锁允许多个事务同时读取相同的数据项,但是不允许其他事务修改该数据项。

排他锁只允许一个事务同时读取和修改数据项。

通过在事务执行之前获取所需的锁,并在事务完成后释放锁,可以确保并发事务之间的一致性。

然而,仅仅依靠锁来处理并发事务存在着性能瓶颈的问题。

为了提高系统的并发性能,可以使用乐观并发控制(Optimistic Concurrency Control,OCC)技术。

分布式数据库的并发控制与事务处理(系列十)

分布式数据库的并发控制与事务处理(系列十)

分布式数据库的并发控制与事务处理:实现数据一致性与可靠性引言:分布式数据库是现代大数据处理的重要组成部分,它的核心挑战之一就是如何在分布式的环境下实现并发控制与事务处理,以保证数据的一致性与可靠性。

本文将就这一主题展开论述,并探讨现有的一些解决方案。

1. 分布式数据库的并发控制在多节点的分布式数据库中,多个事务同时对数据库进行读写操作,如果不加以控制,就会产生一系列的并发问题,如丢失更新、不可重复读、脏读等。

因此,必须采取并发控制策略来保证数据的一致性。

锁机制锁机制是最常见也是最传统的并发控制方式之一。

它通过在事务操作时给需要读写的数据对象加锁,来保证事务的隔离性。

常见的锁机制包括共享锁和排他锁,前者用于读操作,后者用于写操作。

然而,在分布式环境下,锁机制的实现变得复杂,因为需要考虑不同节点之间的同步与协调。

乐观并发控制乐观并发控制是另一种常见的并发控制策略,它基于假设冲突很少发生的原则。

在乐观并发控制中,事务执行时不会对数据对象加锁,而是通过版本号或时间戳等机制来判断数据是否发生冲突。

一旦发生冲突,事务就会进行回滚并重新执行。

乐观并发控制适用于读多写少的场景,并且可以提高并发性能。

2. 分布式数据库的事务处理事务处理是分布式数据库中保证数据可靠性的关键手段。

事务是一组逻辑上有关联的数据库操作,它要么全部执行成功,要么全部回滚到初始状态,不允许部分成功部分回滚。

分布式环境下的事务处理相比于单节点的数据库,面临着更大的挑战和复杂性。

两阶段提交协议两阶段提交协议是一种用于分布式事务处理的经典算法。

它通过协调各个参与节点的执行过程,保证所有节点要么全部执行提交,要么全部执行回滚。

该协议的核心思想是将事务的执行分为准备阶段和提交阶段,并通过协调者节点来确保所有参与节点的一致性。

然而,两阶段提交协议存在阻塞和单点故障等问题,影响了性能和可靠性。

其他分布式事务处理方案针对两阶段提交协议的不足,研究者们提出了一系列的改进与替代方案。

第5章分布式数据库中的并发控制

第5章分布式数据库中的并发控制

1 并发控制的概念和理论
1.2 事务可串行化理论
例子
• 两个事务,定义如下:
T1: 1. Read(x) 2. x=x+10 3. Write(x) 4. Read(y) 5. y=y-15 6. Write(y) 7. commit
T2: 1. Read(x) 2. x=x-20 3. Write(x) 4. Read(y) 5. y=y*2 6. Write(y) 7. commit
S2的优先图
T1
S3的优先图
T1
S4的优先图 S5的优先图
T1
T1
X Y X Y X YX YX Y
T2
T2
T2
T2
T2
存在环路
1 并发控制的概念和理论 1.3 分布式事务的可串行化调度测试
举例
• 考虑如下3个事务:
T1: Read(x); Write(x); Commit; T2: Write(x); Write(y); Read(z); Commit; T3: Read(x); Read(y); Read(z); Commit;
1 并发控制的概念和理论
1.2 事务可串行化理论
• 有以下推论:
– 一个可串行化调度必定与某个串行调度等价, 且是一致性调度
– 一致性调度不一定是可串行化调度 – 同一事务集几个可串行化调度,他们的结果未
必相同
1 并发控制的概念和理论 1.3 分布式事务的可串行化调度测试
优先图 P(S)
• 调度 S 的优先图是一个有向图G(N,E) ,其中 – N: 一组节点N={T1T2,…,Tn}, S中的事务 – E: 一组有向边E={e1,e2,…,en}, Ti Tj 是图中的 一条边,当且仅当 p Ti, q Tj 使得p, q 冲突, 并且 p <S q

分布式数据库的并发控制与事务处理

分布式数据库的并发控制与事务处理

分布式数据库的并发控制与事务处理随着互联网的快速发展和数据量的快速增长,分布式数据库成为了处理海量数据的重要工具。

在分布式数据库中,数据存储在多个节点上,这为并发控制和事务处理带来了挑战。

本文将讨论分布式数据库的并发控制和事务处理的相关问题,以及解决这些问题的一些方法和技术。

一、分布式数据库的并发控制在分布式数据库中,由于数据存储在多个节点上,可能会发生多个事务同时对相同数据进行读写操作的情况,这就需要进行并发控制,以保证数据的一致性和完整性。

1. 乐观并发控制乐观并发控制是一种基于冲突检测的方法,它假设事务之间的冲突是较少的。

在乐观并发控制中,事务在读取数据时不会对数据进行锁定,只有在提交时才会进行冲突检测。

如果发现有冲突,就需要回滚事务并重新执行。

这种方式可以提高并发性能,但是在冲突较多的情况下可能会导致事务的频繁回滚和重复执行。

2. 悲观并发控制悲观并发控制是一种基于锁的方法,它假设事务之间的冲突是较多的。

在悲观并发控制中,事务在读取数据时会对数据进行锁定,直到事务提交或回滚之前其他事务无法访问该数据。

悲观并发控制可以确保数据的一致性,但是会降低并发性能,并且容易出现死锁情况。

3. 混合并发控制混合并发控制是一种综合了乐观和悲观并发控制的方法,它根据不同的访问模式和数据冲突的概率选择合适的并发控制策略。

例如,在读多写少的情况下可以采用乐观并发控制,而在写多读少的情况下可以采用悲观并发控制。

混合并发控制可以兼顾并发性能和数据一致性的要求。

二、分布式数据库的事务处理在分布式数据库中,由于数据存储在多个节点上,事务的处理需要考虑节点之间的通信和数据一致性的问题。

1. 分布式事务分布式事务是指涉及多个节点的事务操作。

为了保证分布式事务的原子性、一致性、隔离性和持久性(ACID特性),需要使用一些协议和技术。

常用的分布式事务协议包括两阶段提交协议和三阶段提交协议。

这些协议通过协调各个节点的事务操作,以确保分布式事务的一致性和完整性。

探究分布式系统中的并发控制技术

探究分布式系统中的并发控制技术

探究分布式系统中的并发控制技术随着信息技术的飞速发展,大数据、云计算、物联网等前沿领域的兴起,要处理的数据量不断增大,单一主机已经无法满足需求,分布式系统(Distributed System)应运而生。

分布式系统通过多个计算机节点的协作工作,实现对巨量数据的快速处理,同时提高了系统的可靠性和可扩展性。

然而,在分布式系统中,由于多个节点之间的协作工作,会出现异步更新的情况,那么如何保持数据的一致性呢?这就需要用到并发控制技术。

分布式系统中的并发控制技术,主要是为了解决多个用户并行访问共享数据可能造成的冲突问题,确保数据的一致性。

下面,我们来深入探究一下分布式系统中的并发控制技术。

一、基本概念1.事务(Transaction)事务是指一个用户请求序列,这些请求操作被视为一个不可再分割的工作单元。

对于一个事务来说,要么全部执行成功,要么全部执行失败。

例如,银行客户向银行账户存款和取款时,这两个操作应该是一个不可再分割的工作单元,如果存款成功但取款失败,系统应该回滚该事务,让存款也失败。

2.锁(Lock)锁是指一种机制,能防止两个用户同时对同一共享资源进行修改造成数据的冲突。

当一个用户需要访问一个共享资源时,它需要先获取锁,执行完操作之后再释放锁。

例如,当两个用户同时对同一张银行卡进行操作时,如果没有锁的机制,可能会造成银行账户余额错误的情况,而加入锁的机制后,会让它们依次操作,保证数据的正确性。

二、并发控制技术1.乐观并发控制(Optimistic Concurrency Control)乐观并发控制的核心思想是,允许多个事务同时更改数据,但在数据提交之前,检查每个事务是否产生了冲突。

如果发现了冲突,系统可以取消其中一个事务,让另一个事务提交。

这种方法是一种不加锁的机制,不会阻止到数据的并发修改。

优点:与悲观并发控制相比,乐观并发控制不会对数据的修改进行锁定,这种方法更适用于对干预小的业务(比如读多写少的场景),由于没有锁的占用,可以提高系统的并发度和吞吐量。

分布式数据库的并发控制与事务处理(系列五)

分布式数据库的并发控制与事务处理(系列五)

分布式数据库的并发控制与事务处理在当今互联网时代,数据作为一个公司最重要的资产之一,如何高效地管理和处理数据成为了每个企业亟需解决的问题。

分布式数据库作为解决方案的一种,在企业中的应用越来越广泛。

然而,分布式数据库面临的并发控制和事务处理问题也日益凸显。

一、并发控制并发控制是分布式数据库中的一个重要难题。

在一个分布式环境下,可能有多个用户同时对数据库进行读和写操作,在没有合适的并发控制机制的情况下,可能会导致数据冲突和一致性问题。

为了解决并发控制问题,通常采用锁机制。

锁机制可以分为共享锁和排他锁,通过给数据对象加锁来控制并发操作的执行顺序和互斥性。

共享锁和排他锁可以在读写操作之间进行切换,从而实现数据的一致性。

然而,传统的锁机制可能存在锁粒度过大、死锁等问题。

为了解决这些问题,分布式数据库引入了更加灵活和高效的并发控制机制,如多版本并发控制(MVCC)和时间戳(Timestamp)。

二、事务处理事务处理是分布式数据库中另一个重要的问题。

事务是一组操作的逻辑单元,它要么全部执行成功,要么全部失败回滚。

分布式环境下的事务处理需要保证事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。

为了保证事务的原子性和持久性,分布式数据库通常采用两阶段提交(2PC)协议。

2PC协议包括准备阶段和提交阶段,通过协调器和参与者之间的通信,保证所有参与者都同意提交或者回滚事务。

对于事务的隔离性,分布式数据库采用了不同级别的隔离级别,如读未提交、读已提交、可重复读和串行化。

不同的隔离级别对事务的并发性能和数据一致性有不同的影响,需要根据具体业务场景进行选择。

三、分布式数据库的挑战尽管分布式数据库在并发控制和事务处理方面取得了一系列的成果,但仍然面临一些挑战。

首先,分布式数据库需要解决数据复制和一致性问题。

在一个分布式环境下,可能有多个数据副本分散在不同的节点上,如何保证数据的一致性成为一个关键问题。

其次,分布式数据库需要解决网络延迟和节点故障等问题。

分布式数据库系统中的事务管理与并发控制

分布式数据库系统中的事务管理与并发控制

分布式数据库系统中的事务管理与并发控制随着云计算和大数据时代的到来,分布式数据库系统已经成为了处理大规模数据的关键技术之一。

在分布式数据库系统中,事务管理和并发控制是至关重要的问题。

本文将探讨分布式数据库系统中的事务管理和并发控制的挑战和解决方案。

1. 事务管理事务是指数据库操作的逻辑单元,具有原子性、一致性、隔离性和持久性(ACID)四个特性。

在分布式数据库系统中,事务管理面临着多个节点间的通信和协调问题。

为了确保分布式数据库中的事务能够正确执行和恢复,需要采取一系列的策略和机制。

首先,分布式数据库系统中的事务管理需要保证所有节点执行的操作是原子的。

为了实现原子性,可以使用两阶段提交(Two-phase Commit,2PC)协议。

在2PC协议中,事务的提交需要经过两个阶段,首先进行准备阶段,所有节点需要决定是否可以提交事务,然后进行提交阶段,所有节点同时提交或回滚事务。

2PC协议可以确保所有节点在提交事务时的一致性。

其次,分布式数据库系统中的事务管理需要保证事务的隔离性。

由于分布式数据库系统中存在多个节点并行执行事务的情况,可能会出现读-写和写-写冲突。

为了解决这些冲突,可以使用并发控制机制。

常见的并发控制方法包括基于锁的机制和基于时间戳的机制。

基于锁的机制通过给予事务锁来确保事务的隔离性,而基于时间戳的机制则通过为每个事务分配时间戳来判断事务的顺序和冲突。

最后,分布式数据库系统中的事务管理需要保证事务的持久性。

持久性是指事务一旦提交,对数据库的修改就会永久保存。

为了实现持久性,可以使用日志恢复机制。

在分布式数据库系统中,每个节点都会维护一个本地日志,用于记录事务的操作。

在事务提交后,可以将这些日志复制到其他节点,以确保数据的持久性。

此外,还可以使用备份机制来保证数据的备份和恢复。

2. 并发控制并发控制是指多个事务并行执行时的冲突和一致性问题。

在分布式数据库系统中,由于节点之间的通信延迟和数据复制,事务并发控制面临更大的挑战。

分布式数据库系统的并发控制算法综述

分布式数据库系统的并发控制算法综述

分布式数据库系统的并发控制算法综述随着互联网的发展和大数据的兴起,分布式数据库系统越来越受到关注和使用。

在分布式数据库系统中,由于数据分布在多个节点上,会出现多个用户同时访问同一数据副本的情况,因此并发控制成为保证数据一致性和提高系统性能的关键技术之一、本文将对分布式数据库系统中的并发控制算法进行综述。

分布式数据库系统的并发控制算法主要包括乐观并发控制算法(Optimistic Concurrency Control,简称OCC)和悲观并发控制算法(Pessimistic Concurrency Control,简称PCC)两大类。

乐观并发控制算法是基于乐观的假设:大部分事务之间不存在冲突,只有少数事务之间存在冲突。

乐观并发控制算法不需要显式的锁定和解锁操作,而是在事务提交时对可能的冲突进行检测和解决。

乐观并发控制算法实现的关键是版本控制机制,每个数据对象都有一个版本号,事务在读取和写入数据时会比较版本号来判断是否发生冲突。

常用的乐观并发控制算法有基于时间戳的算法(Timestamp-based Concurrency Control,简称TCC)、基于快照的隔离级别算法(Snapshot Isolation Level,简称SI)和多版本并发控制算法(Multiversion Concurrency Control,简称MVCC)等。

基于时间戳的并发控制算法是乐观并发控制算法的经典之作,其基本思想是为每个事务分配一个唯一的时间戳,读操作只能读取对应时间戳之前的数据,写操作会更新数据的时间戳。

当事务提交时,会检查事务读取的数据是否发生了冲突,如果没有冲突则可以成功提交,否则会进行回滚操作。

这种算法能够提供乐观的并发控制,但由于需要维护和比较时间戳,可能导致性能开销较大。

基于快照的隔离级别算法是一种基于快照的多版本并发控制算法。

该算法为每个读操作创建一个独立的快照,读操作只能读取对应快照中的数据,写操作会创建一个新的快照并更新数据。

分布式数据库中的数据一致性与并发控制研究

分布式数据库中的数据一致性与并发控制研究

分布式数据库中的数据一致性与并发控制研究随着互联网的迅速发展,分布式系统逐渐成为了日常生活和工作中不可或缺的一部分。

而在分布式系统中,数据一致性和并发控制成为了研究的热点问题。

一、数据一致性数据一致性是指在分布式系统中的多个节点之间,对同一份数据的要求保持一致。

在分布式数据库系统中,由于数据的复制和分布,节点之间的数据就有可能出现不一致的情况。

因此,研究如何保持实时的数据一致性显得尤为重要。

1. 强一致性强一致性是指当节点A更新了数据后,其他所有节点都能立即看到这个更新。

强一致性保证了数据的实时性和准确性,但是却牺牲了系统的可用性。

一旦一个节点发生网络故障或其他问题,整个系统都将处于不可用状态。

2. 弱一致性相对于强一致性,弱一致性允许在节点A更新数据后,其他节点并不立即看到这个更新,而是通过一定的时间延迟才能获取最新数据。

弱一致性保证了系统的可用性,但是牺牲了实时性和准确性。

3. 最终一致性最终一致性是弱一致性的一种特殊形式,它保证了节点之间最终会达成一致的状态,但是不要求实时性。

最终一致性通过版本控制,冲突解决和合并等机制来实现。

二、并发控制在分布式数据库系统中,并发控制是指多个用户或应用程序同时对数据库进行读写操作时,如何保证数据的正确性和一致性。

由于并发操作的复杂性,分布式系统中的并发控制比传统的单机数据库要更加困难。

1. 乐观并发控制乐观并发控制是指在进行并发操作时,每个事务都被假设为不会发生冲突的。

在提交之前,系统会检查当前数据是否已经被其他事务修改,如果没有则允许提交,否则会回滚。

乐观并发控制适用于读多写少的场景,能够有效提高并发性能。

2. 悲观并发控制悲观并发控制是指在进行并发操作时,每个事务都被假设为会发生冲突的。

在进行读操作时,会加锁以阻止其他事务进行写操作;在进行写操作时,会对涉及到的数据加锁,直到事务提交或回滚。

悲观并发控制适用于写多读少的场景,能够保证数据的一致性。

3. 两段锁协议两段锁协议是常用的悲观并发控制算法之一,它将事务的执行分为两个阶段:加锁阶段和解锁阶段。

分布式数据库中的数据一致性与并发控制研究

分布式数据库中的数据一致性与并发控制研究

分布式数据库中的数据一致性与并发控制研究随着信息技术的快速发展,分布式数据库系统在大数据时代中扮演着重要的角色。

然而,由于分布式环境中数据存储和处理的特殊性,数据一致性和并发控制成为了分布式数据库中需要解决的重要问题。

本文将深入探讨分布式数据库中的数据一致性和并发控制研究,分析相关理论和技术的发展,并讨论目前面临的挑战和未来的发展方向。

一、数据一致性数据一致性是指在分布式数据库环境中,多个节点之间的数据副本保持一致的状态。

在分布式环境中,由于网络延迟、节点故障等因素的存在,数据的副本可能产生冲突或不一致的情况。

因此,保证数据一致性成为了分布式数据库的核心问题。

1. 事务一致性事务一致性是数据一致性的关键,它确保在多个节点上执行的事务结果是一致的。

在分布式数据库中,事务可能同时在多个节点上执行,因此需要确保这些节点上的事务执行顺序和结果一致。

常用的方法有两阶段提交(Two-Phase Commit,2PC)和三阶段提交(Three-Phase Commit, 3PC)等。

2. 副本一致性副本一致性是指在数据分布到不同节点的过程中,保持数据的一致性。

分布式数据库系统通常采用数据复制的方式来提高系统的可用性和容错性。

在数据副本复制期间,需要保证任何时刻任何节点上的副本数据是一致的。

副本一致性通常采用多数副本(Majority-Based Replication)和基于时钟的方法(Clock-Based Approaches)等。

3. 时序一致性时序一致性是指在分布式环境中,保证在各个节点上的操作按照某一合理的顺序执行。

在分布式数据库中,由于网络延迟和节点故障等因素的存在,节点之间的操作顺序可能发生颠倒或交错。

时序一致性可以通过向量时钟等算法来实现。

二、并发控制并发控制是指在多个用户同时访问分布式数据库时,保证操作的正确性和一致性的技术。

在分布式环境中,由于多个用户对共享资源的并发访问,可能导致冲突和数据不一致的情况。

分布式系统中的并发控制与数据一致性研究

分布式系统中的并发控制与数据一致性研究

分布式系统中的并发控制与数据一致性研究随着科技的不断发展,分布式系统已经成为了当今互联网公司的常用架构。

在分布式系统中,多个计算实体并行工作,这就引发了并发控制和数据一致性的问题。

本文将探讨分布式系统中的并发控制与数据一致性以及相关的研究。

首先,我们需要了解什么是并发控制。

并发控制是指在多个计算实体同时访问和修改共享资源时,保证系统的正确性和一致性的一种机制。

在分布式系统中,多个计算实体同时并发地执行任务,可能会导致数据冲突和不一致的问题。

因此,我们需要一种方法来管理并发访问,以确保数据的正确性和一致性。

一种常见的并发控制方法是加锁。

在分布式系统中,锁被用来保护共享资源,确保只有一个计算实体能够访问和修改它。

当一个计算实体想要访问共享资源时,它必须先获得锁。

如果资源已经被其他计算实体锁定,该计算实体必须等待直到锁被释放。

这种方法可以避免数据冲突,但可能引发死锁和性能瓶颈的问题。

另一种常见的并发控制方法是乐观并发控制。

乐观并发控制假设冲突很少发生,并且只在提交的时候检查数据是否一致。

如果检测到冲突,系统会回滚事务并重新执行。

这种方法减少了锁冲突的可能性,但需要更多的计算和通信开销。

除了并发控制,数据一致性也是分布式系统中的重要问题。

数据一致性意味着不同计算实体在不同时刻对数据的访问和修改都能得到一致的结果。

在分布式系统中,计算实体可能分布在不同的地理位置,通过网络进行通信。

由于网络延迟和通信故障等原因,可能导致数据的不一致。

因此,需要一种方法来保证数据的一致性。

一种常见的数据一致性方法是通过副本机制来复制数据。

当一个计算实体修改数据时,它会将修改操作应用到多个副本中。

这样,即使其中一个副本不可用,其他副本仍可以提供正确的数据。

然而,副本机制会引发数据一致性的问题。

如果多个计算实体同时访问和修改副本,可能会导致数据的不一致。

因此,需要一种方法来解决数据一致性问题。

一种解决数据一致性问题的方法是通过一致性协议。

论分布式系统中的一致性与并发控制

论分布式系统中的一致性与并发控制

论分布式系统中的一致性与并发控制引言分布式系统是指由多个计算机通过网络连接而组成的系统,相比较于单一计算机,分布式系统具有更高的性能、更好的可扩展性和更大的容错性。

在分布式系统中,数据的并发访问和一致性控制是两个重要的问题。

本文将对分布式系统中的一致性和并发控制进行探讨。

一致性控制在分布式系统中,不同的节点会同时读写共享数据,如果多个节点同时在不同的副本上修改同一份数据,就会发生冲突。

例如,两个节点同时想要将一个数据项从0改为1,但是它们读取的数据都是原始值0,如果两个节点同时提交修改,系统就会出现数据不一致的情况。

一致性是指,对于一个分布式系统,它的每个节点都应该能够“看到”其他节点对于共享数据的修改。

为了实现分布式系统中的一致性,可以使用多种技术。

1. 时间戳时间戳是指为每个修改操作分配一个全局唯一的时间戳,然后根据时间戳顺序来判断哪个修改应该被应用。

若两个并发修改操作的时间戳分别为T1和T2,如果T1<T2,那么T1对应的修改会被放弃,T2对应的修改会被应用。

时间戳可以通过本地时钟来生成,也可以使用全局时钟来协调各个节点之间的时间。

2. QuorumQuorum是指为每个数据项副本指定一个写入和读取的最小节点数。

例如,对于一个含有3个副本的数据项,如果Quorum的值为2,那么只有2个节点同时写入数据后,数据才会被提交,如果只有一个节点写入,那么更新就不会生效。

Quorum可以保证大多数节点都能够得到最新數據,从而提高数据的一致性。

并发控制并发控制是指,解决多个并发操作对共享资源(例如数据库中的数据)产生的冲突以及保证数据的正确性。

在分布式系统中,如果多个节点同时修改同一份数据,就会出现并发问题。

以下是几种常见的并发控制方法。

1. 读写锁读写锁是指,在对数据进行读写操作之前,先对数据项进行加锁,以防止其他节点同时访问同一份数据。

读写锁适用于读写比较平衡的场景,如果某个节点要读取数据项,只需要获取读锁,如果要写入数据,则需要获取写锁。

分布式系统中的并发控制机制研究

分布式系统中的并发控制机制研究

分布式系统中的并发控制机制研究随着计算机硬件的不断发展,现代分布式系统已经成为了科技发展的重要组成部分。

这种系统可以通过网络将多台计算机连接起来,共同完成一项复杂的任务。

然而,由于系统中可能存在多个同时运行的进程,因此出现了并发控制的问题。

在分布式系统中,如何保证多个进程之间的正确同步和协作,成为了一个重要的研究方向。

在分布式系统中,为了保证并发控制,通常采用的是锁和事务这两种机制。

锁机制是一种基于共享资源的控制方式,通过互斥访问实现对资源的保护。

而事务则是指在分布式系统中,执行一系列操作的一个逻辑单元。

不同的分布式系统可能采用不同的并发控制机制,下面介绍一些常见的机制。

1. 乐观并发控制乐观并发控制是一种无锁机制,它采用版本号或时间戳的方式来解决并发问题。

在进行数据修改操作时,系统首先读取数据,并将数据的版本号或时间戳记录下来。

当需要提交数据时,系统会再次读取数据,并比较版本号或时间戳是否发生变化。

如果发生变化,则说明数据已经被其他进程修改,此时需要进行回滚操作。

乐观并发控制适用于读多写少的场景,可以提高并发性能。

2. 悲观并发控制悲观并发控制是一种基于锁的机制,它采用互斥访问的方式来保证数据的正确性。

在需要修改或访问数据时,系统会先进行加锁操作,只有获得锁的进程才能访问或修改数据。

这种机制对于读写频繁的场景不太适用,因为锁的竞争会非常激烈,导致性能下降。

3. 分布式事务分布式事务是指在分布式系统中,对多个操作进行原子性保证的机制。

在分布式事务中,不同的操作可以位于不同的进程或数据库中,但是必须同属于一个事务。

系统会为每个事务分配一个全局唯一的事务标识,用于协调不同节点之间的数据一致性。

分布式事务的实现需要采用两阶段提交或多阶段提交等机制,以确保所有参与者都能正确地提交或回滚事务。

4. MVCC机制MVCC是指多版本并发控制,可以解决高并发的读操作和写操作之间的冲突问题。

在MVCC机制中,每个读操作都会读取到某个时间点之前的数据快照,而写操作则会更新数据的版本号或时间戳。

分布式数据库的并发控制与事务处理(系列四)

分布式数据库的并发控制与事务处理(系列四)

分布式数据库的并发控制与事务处理在网络时代的大数据环境下,分布式数据库已经成为了大型企业和机构处理海量数据的首选方案。

与传统的集中式数据库不同,分布式数据库将数据存储在多个节点上,使数据的访问和管理更加分散和灵活。

然而,在多节点的环境下,如何保证数据的一致性和并发控制成为了分布式数据库设计中的重要问题。

一、多版本并发控制(MVCC)多版本并发控制是一种常见的应对分布式数据库并发问题的技术。

它通过在每个事务开始时给每个数据项创建一个快照,并将快照的版本号与事务的版本号进行比较来判断事务的可见性。

当事务读取数据时,它只能看见自己开始之前已经提交的数据版本。

当事务需要写入数据时,它会在事务提交之前将修改的数据暂存于临时空间,待事务提交后再应用到真实数据上。

多版本并发控制的优点在于可以提供更高的并发性能和更好的可扩展性。

因为每个事务仅需要读取自己开始之前的数据版本,而多个事务可以并发地进行读操作,减少了争抢数据项的情况。

同时,多版本并发控制也使得事务可以在无需阻塞其他事务的情况下并发进行读写操作,提高了系统的并发处理能力。

然而,多版本并发控制也存在着一些问题。

首先,当事务较多时,会产生大量的数据版本,占用大量的存储空间。

其次,多版本并发控制需要维护数据项的版本信息,增加了系统的开销。

因此,对于某些对存储空间和性能要求较高的应用场景,可以考虑其他并发控制策略。

二、两段式锁协议(Two-Phase Locking)两段式锁协议是一种经典的并发控制策略,旨在保证事务的隔离性和一致性。

它将事务的执行分为两个阶段,分别是增长阶段和收缩阶段。

在增长阶段,事务对所需的数据项进行加锁。

只有当事务获得了所有需要的锁资源时,才能进行后续的读写操作。

这一阶段的目标是保证事务的隔离性,防止数据的并发读写导致不一致的情况发生。

在收缩阶段,事务按照预定的顺序逐个释放所持有的锁资源。

这一阶段的目标是保证事务的一致性,防止数据项被无效修改。

分布式数据库的一致性与并发控制技术研究

分布式数据库的一致性与并发控制技术研究

分布式数据库的一致性与并发控制技术研究引言:随着互联网技术的快速发展,分布式系统变得越来越重要。

分布式数据库作为分布式系统的核心组成部分,面临着一致性和并发控制的挑战。

本文将重点研究分布式数据库的一致性与并发控制技术,探讨其中的挑战和解决方案。

一、一致性问题1. 数据一致性定义数据一致性是指在分布式数据库系统中,数据在不同节点上的副本应该保持一致。

即对于任意两个节点上的副本来说,它们的数据应该是一样的。

2. 一致性问题的挑战在分布式环境下,由于网络延迟、节点故障等原因,数据的一致性难以保障。

当多个节点同时对一个数据进行读写操作时,如何保持数据的一致性成为了一个难题。

3. 一致性算法为了解决分布式数据库的一致性问题,研究人员提出了多种一致性算法。

其中最著名的包括Paxos算法、Raft算法和ZAB算法等。

这些算法通过引入领导者选举、数据复制等机制来确保数据的一致性。

二、并发控制问题1. 并发控制定义并发控制是指在分布式数据库系统中,多个用户同时对数据进行读写操作时的调度和管理。

目标是保障数据的一致性、可串行化和高效性。

2. 并发控制问题的挑战在分布式系统中,并发控制是一个复杂的问题。

当多个用户同时读写同一数据时,容易发生读-写冲突、写-写冲突等问题,导致数据不一致或者性能下降。

3. 并发控制技术为了解决分布式数据库的并发控制问题,研究人员提出了多种技术。

其中包括锁机制、并发控制算法、多版本并发控制等。

这些技术通过将并发操作序列化、引入读写锁、多版本管理等手段来提高系统的并发性能和数据一致性。

三、一致性与并发控制的平衡1. 一致性与性能的平衡在分布式系统中,一致性和并发性往往是相互制约的。

更强的一致性要求会导致更严格的并发控制,从而降低系统的性能。

因此,如何在保持一致性的前提下提高系统的并发性能是一个需要解决的问题。

2. 一致性与可用性的平衡另一个需要平衡的问题是一致性和可用性。

在分布式数据库系统中,一致性要求可能会导致系统的可用性下降,特别是在网络故障等情况下。

分布式数据库的并发控制与事务处理(系列六)

分布式数据库的并发控制与事务处理(系列六)

分布式数据库的并发控制与事务处理随着互联网的迅猛发展和数据规模的急剧增长,传统的中心化数据库已经无法满足大规模并发访问的需求。

分布式数据库应运而生,它将数据分布在不同的节点上,利用集群计算的优势,提供高并发和高可靠性的数据服务。

然而,分布式数据库的并发控制与事务处理成为了亟待解决的关键问题。

一、并发控制的挑战在分布式数据库中,多个用户可能同时对不同的节点发起操作请求,如读取或更新数据。

这就产生了并发访问冲突的问题,可能导致数据的不一致性。

为了解决这一问题,需要进行并发控制。

1. 分布式锁分布式锁是一种常用的解决并发控制问题的方法。

通过在不同节点上设置锁,可以保证在同一时刻只有一个用户对数据进行修改。

然而,分布式锁的实现需要考虑锁的粒度、锁的获取和释放机制等问题,以及容错性和性能方面的考虑。

2. 乐观并发控制乐观并发控制是另一种常见的并发控制方式。

它假设多个用户之间的冲突是较少发生的,每个用户在读取数据后进行本地修改,最后提交时检查冲突并进行合并。

这种方式能够提高并发性能,但在冲突较为频繁的情况下可能导致较多的回滚操作。

二、事务处理的保证分布式数据库的事务处理是保证数据一致性和完整性的关键。

在分布式环境下,事务处理面临着更大的挑战。

1. 分布式事务分布式事务是指涉及多个节点的事务操作。

在执行分布式事务时,需要保证事务的原子性、一致性、隔离性和持久性。

实现分布式事务的方式有两阶段提交、消息队列等。

2. CAP原则CAP原则是指分布式系统无法同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition tolerance)这三个属性。

在设计分布式数据库的事务处理时,需要在这三个属性之间进行权衡。

三、分布式数据库的应用场景分布式数据库的应用场景非常广泛。

在金融行业,分布式数据库能够处理大量的实时交易数据,并提供高可靠性的数据服务。

在电商领域,分布式数据库可以实现多数据中心的数据备份和负载均衡,保证系统的稳定运行。

高可用分布式数据库的数据一致性与并发控制(二)

高可用分布式数据库的数据一致性与并发控制(二)

高可用分布式数据库的数据一致性与并发控制随着互联网技术的快速发展和大数据应用的日益广泛,分布式数据库成为一种常见的数据存储和处理方式。

高可用性是分布式数据库的重要特性之一,而数据一致性与并发控制则是保障高可用性的关键因素。

本文将探讨高可用分布式数据库的数据一致性与并发控制的实现方法和挑战。

1. 数据一致性的概念和实现方式在分布式数据库系统中,数据一致性是指多个节点上的数据在任何时间点都具有相同的副本。

实现数据一致性有多种方式,如强一致性、最终一致性和事件ual一致性等。

强一致性是指当一笔数据在分布式系统中被修改后,所有节点立即更新该数据。

这种方式可以保证数据的实时一致,但在网络延迟较高或节点故障情况下会影响系统的可用性。

最终一致性是指当一笔数据在分布式系统中被修改后,系统会按照一定机制尽快同步所有节点的数据。

这种方式能够保证数据的最终一致,但在同步过程中可能会出现数据不一致的瞬时现象。

事件ual一致性是指系统最终会达到一致的状态,但在同步过程中可能会有一段时间的数据不一致。

这种方式能够兼顾高可用性和数据一致性,但需要在设计时合理选择同步策略。

2. 并发控制的需求和方法分布式数据库系统中,并发控制是保证多个并发操作能够正确执行并产生正确结果的关键之一。

并发操作可能导致的问题包括脏读、不可重复读和幻象读等。

脏读是指一个事务读取了另一个未提交事务的数据。

为了避免脏读,可以使用锁机制或多版本并发控制(MVCC)机制。

不可重复读是指一个事务在多次读取同一数据时,由于其他事务修改了该数据,导致读取结果不一致。

为了避免不可重复读,可以使用锁机制、快照隔离级别或MVCC机制。

幻象读是指一个事务在多次读取同一范围的数据时,由于其他事务插入或删除了该范围的数据,导致读取结果不一致。

为了避免幻象读,可以使用锁机制、快照隔离级别或MVCC机制。

3. 数据一致性与并发控制的挑战和解决方案在分布式数据库系统中实现数据一致性与并发控制面临着一些挑战。

分布式数据库读书报告

分布式数据库读书报告

分布式数据库读书报告Cassandra And PNUTS--Two classic distributed system翁纯佳(浙江⼯业⼤学计算机科学与技术系,杭州,310023)Cassandra And PNUTS–两个经典的分布式系统WengChunJia(Zhejiang university of technology Computer science and technology department ,HangZhou,310023)AbstractCassandra is a distributed storage system for managing very large amounts of structured data spread out across many commodity servers, while providing highly available service with no single point of failure. Cassandra aims to run on top of an infrastructure of hundreds of nodes (possibly spread across different data centers). At this scale, small and large components fail continuously. The way Cassandra manages the persistent state in the face of these failures drives the reliability and scalability of the software systems relying on this service.We describe PNUTS, a massively parallel and geographically distributed database system for Yahoo!’s web applications. PNUTS provides data storage organized as hashed or ordered tables, low latency for large numbers of concurrent requests including updates and queries, and novel per-record consistency guarantees. It is a hosted, centrally managed, and geographically distributed service, and utilizes automated load-balancing and fail over to reduce operational complexity.Key words:Cassandra;distribute;storage system;PNUTS;automated load-balancing;fail over 摘要:Cassandra是⼀个分布式的存储系统,可⽤来管理分布在⼤量廉价服务器上的巨量结构化数据,并同时提供没有单点故障的⾼可⽤服务.Cassandra的设计⽬的是运⾏在由⼏百个节点(可能分布在多个不同的数据中⼼)组成的基础设施上.当节点达到这个规模时,⼤⼤⼩⼩的组件出现故障就可能经常发⽣了.Cassandra在管理持久状态时⾯临这些故障,这种情况也驱动软件系统的可靠性与可伸缩性会依赖于Cassandra的服务.PNUTS是⼀个Yahoo的⽹站应⽤的数据库系统,它并发量极⼤和分布在多个地域。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

读书报告信息学院计算机科学与技术杨凌雯201320602019一、并发控制中的概念和理论1.1 并发控制中的概念数据库的特点就是数据的集中管理和共享。

在通常情况下它总是有若干个事务在执行,这些事务可能并发地存取相同的数据,称为事务的并发操作。

并发控制是负责正确协调并发事务的执行,保证这种并发的存取操作不致破坏数据库的完整性和一致性,确保并发执行的多个事务能够正确的运行并获得正确的结果。

分布式并发控制主要解决多个分布式事务对数据并发执行的正确性。

1.丢失更新问题在图5. 1(a)中,数据库中数据项x的初值是100,事务I对x的值减30,事务T2对x的值增加一倍,如果执行次序是先T1后T2,那么结果x的值是140。

如果是先T2后T1,那么x 的值是170。

这两种情况都应该是正确的,因为具体实现时只有其中一种情况.但是若按图5. 1 (a)那样的并发执行,结果x的值是200,这个值肯定是错误的。

因为在时间t7丟失了事务T1对数据库的更新操作,因此这个并发操作是不正确的。

2.不一致分析问题在图5. 1(b)中,事务T1对x值的值减30,而車务T2只要读出x的值。

但在t5时刻,由于T1已更新了x的值,此时T2使用的x值仍是100,因此就造成了不一致,这个问题称为不一致分析问题。

3.依赖于未提交更新的问題在数据库技术中,把未提交的随后又被撤销的更新数据称为“脏数据”。

这里事务T2在t4时刻读的x值就是脏数据。

1.2事务可串行化理论的基本概念一般来说,对一组并发的分布式事务可能存在多种正确调度,可串行化调度是分布式事务能否正确执行的基本方法。

事务的可串行性是指若千个事务并发执行的结果与按希望的顺序执行的结果相同时,称诸事务是可串行的。

这就是说,如果事务的并发执行能够通过以一定顺序串行执行就可使数据库处于新的一致状态,那么诸如丢失更新的问题就可能得到解决,这就是串行化理论的观点。

1.分布式事务的一个调度在数据库系统中,事务访问数据库中数据的方式是通过发出读操作和写操作原语来实现的。

通常,以T1表示某个事务,以Ri(x)表示该事务对数据项x的读操作,以Wi(x)表示该事务对数据项x的写操作,这里不考虑数据项x的粒度。

事务的一个操作序列称为一个调度(schedule,也称历史history),一般以字母S表示。

例如:S:R1(x),R2(y),W2(y),R2(x), W1(x),W2(x)S是关于两个事务的一个调度。

两个同时访问同一数据项x的操作,如果其中至少有一个是写操作,那么称这两个操作是冲突的。

1)读操作不相互冲突,因此只有两种冲突:读-写冲突(或写-读冲突),及写-写冲突。

2)两个操作可以属于同一事务或者两个不同的事务,在后者的情况下,称为两个事务冲突。

3)如果有两个事务Ti和Tj,Ti的所有操作都先于Tj的操作,那么这两个事务为串行执行的,必定不会有冲突。

2.串行调度对一个串行调度来说,它总是可以正确的执行,执行它可以使数据库保持一致状态。

1) 如果S正确执行完成,则S中的每一个事务都被提交,由于事务的原子性保证了数据库的一致性。

2) 如果S在执行时发生故障,若Tk之前的事务都已提交,则夭折Tk,使数据库的状态恢复到Tk前的状态。

该状态的数据库也是一致的,因力Tk之前的事务都已提交。

3) 如果S在执行时发生故障,若Tk之前的事务有被夭折的,则夭折Tk,重做Tk以前已被提交的事务,撤销Tk以前被夭折的事务,此时数据库也是一致的。

串行调度总是可以使数据库保持一致。

但是,串行调度时系统的运行效率较低。

3.可串行化调度串行调度对不会引起冲突的操作要求过高,它们可以进行并行操作。

如果在两个操作间存在冲突,这两个操作的执行顺序就很重要;而对于两个不会引起冲突的操作,它们的执行顺序则并不重要。

事务的并发控制主要是正确处理并发执行的事务对数据库的冲突操作。

可串行化调度,直观上看,是让有冲突的操作串行执行,非冲突的操作并行执行,所以可串行化调度就是事务并发控制要寻求的基本方法。

通常分布式事务的可串行化调度可以转化为子事务的可串行化调度,但涉及多副本选择时,分布式事务调度要多做一个选择副本的操作,以避免冲突操作。

1.3 分布式事务的可串行化理论现在给出关下分布式事务的可串行化理论的一些定义。

1.事务2.冲突操作如果有两个操作P和Q对同一个数据x进行操作,其中有一个是写操作W[x],则P 和Q称为冲突操作。

3. 并发事务的一个调度(简称并发调度)第一种情况简单地说明了调度的域是每个事务域的并集。

第二种情况定义排序关系为每个事务排序关系的超集,这保证了每一事务内部的操作的顺序。

最后一种情况定义了冲突操作的执行顺序。

4.串行调度5.一致性调度如果执行一个调度S,使数据库从一个一致状态转变到另一个一致状态,则称调度S 为一致性调度。

显然,串行调度是一致性调度,但是一致性调度不一定是串行调度。

6.两个调度等价(冲突等价)7.可串行化调度与串行调度等价的调度称为可串行化调度。

例1考虑两个事务,分别定义为对于这两种调度,可以产生如下五种调度:S1={R1(x),x=x+10,W1(x),R1(y),y=y-15,W1(y),C1, R2(x),x=x-20,W2(x),R2(y),y=y*2,W2(y),C2}S2={R1(x),x=x+10,W1(x), R2(x),x=x-20,W2(x), R1(y),y=y-15,W1(y),C1, R2(y),y=y*2,W2(y),C2}S3={R1(x),x=x+10,W1(x), R2(x), x=x-20,W2(x),R2(y),y=y*2,W2(y),C2 ,R1(y),y=y-15,W1(y),C1}S4={R2(x),x=x-20,W2(x),R2(y),y=y*2,W2(y),C2 ,R1(x),x=x+10,W1(x),R1(y),y=y-15,W1(y),C1}S5={R2(x),x=x-20,W2(x), R1(x),x=x+10,W1(x), R2(y),y=y*2,W2(y),C2 ,R1(y),y=y-15,W1(y),C1}如果将事务提交延迟到两个事务操作完成之后执行,有:1)调度S1和S4是串行调度2)调度S2和S1的冲突操作具有相同的顺序,因此是等价调度;S2是可串行化调度,也是一致性调度3)调度S3虽是一致调度,但是它不与S1或S4等价,所以S3不是可串行化调度4)调度S5和S4等价,所以S5是一致调度,也是可串行化调度有以下推论:1)一个可串行化调度必定与某个串行调度等价,且是一致性调度2)一致性调度不一定是可串行化调度3)同一事务集几个可串行化调度,他们的结果未必相同1.4 分布式事务的可串行化调度测试1.使用优先图判别可串行化调度调度S 的优先图是一个有向图G(N,E) ,其中N: 一组节点N={T1T2,…,Tn}, S中的事务E: 一组有向边E={e1,e2,…,en}, Ti,Tj 是图中的一条边,当且仅当p Ti, q Tj 使得p, q 冲突,并且p <S q。

算法5.1 测试调度S的可串行化1)对于调度S中的事务Ti,在图中创建一个节点Ti。

2)对于每一种这样的情形:如果S中的在Ti执行了W(X)操作后执行Tj的R(X)操作,那么在优先图中创建一条边(Ti→Tj )。

3)对于每一种这样的情形:如果S中的在Ti执行了R(X)操作后执行Tj的W(X)操作,那么在优先图中创建一条边(Ti→Tj )。

4)对于每一种这样的情形:如果S中的在Ti执行了W(X)操作后执行Tj的W(X)操作,那么在优先图中创建一条边(Ti→Tj )。

5)当且仅当优先图中没有闭环时,调度S是可串行化的。

一般来说,如果调度S的优先序图不存在环路,那么就可有若干个与S等价的串行调度。

但如果优先图存在环路,那么不可能创建任何等价的串行调度,从而S是不可串行的。

2.分布式数据库中可串行化理论的扩展可串行化理论是事务并发控制的基础,判别一个调度是否为一个一致调度,只需判别其是否可串行化就行,即并发控制程序的主要功能就是为并发执行的诸事务产生一个可串行化的调度。

在分布式数据库中,只涉及一个站点上的调度称为局部调度,涉及多个站点上的调度称为全局调度。

很有可能局部调度都是可串行化的,而分布式数据库的相互一致性却仍不能保证。

3. 单副本可串行化相互一致性要求所有数据项副本的值都是相同的,能维持相互一致性的调度称作单副本可串行化(one-copy serifdizable)的调度。

一个单副本可串行化的全局调度必须满足以下条件:1) 每一个局部调度必须是可串行化的。

2) 两个冲突操作在它们同时出现的各个局部调度中,必须具有相同的相对顺序。

4. 读一个/写全部副本控制协议1. 5并发控制机制的常用方法及其分类1.使用协议或规则保证调度是可串行化的如果任意地执行事务,然后再测试结果调度的可串行化,那么一旦它的结果是不可串行化的,就必须取消这个调度的影响。

在大多数实际系统中采取的方法是确定保证可串行化的方法,而不必去测试调度本身。

在大多数商业DBMS中采取的方法是去设计协议(规则的集合),如果协议被每个单独事务遵循,或者被一个DBMS并发控制子系统执行,就将确保事务参与的所有调度都是可串行化的。

2. 并发控制机制常用的方法及其分类并发控制机制划分为两神类型:悲观并发控制法和乐观并发控制法。

悲观算法使事务的并发执行在执行生命周期的开始就同步化,而乐观算法则将同步化延迟到事务执行周期的结束。

具体分类如下图:二、分布式数据库系统并发控制的封锁技术2.1基于封锁的并发控制方法概述基于封锁(locking)的并发控制方法,是一种最常见的并发控制算法,其基本思想是事务访问数据项前要对该数据项封锁,如果已被其他事务锁定,就要等待,直到那个事务释放该锁为止。

1.锁的粒度、类型和操作(1)锁的粒度锁的粒度(gmmilarity)是指锁定数据项的范围。

所有的并发控制技术都假定,数据库是由许多命名的数据项组成。

一个数据项可以是下列的任何一种:1) 一个数据库记录;2) 数据库记录中的一个字段值;3) 一个磁盘块(页面);4> 一个完整的文件;5) 整个数据库。

粒度会影响并发控制和恢复的性能,粒度小,并发度高,锁开销大;粒度大,并发度低,锁开销省。

数据项尺寸越大,允许的并发程度越低。

数据项尺寸越小,数据库中项的数量越多。

(2).锁的类型:共享锁:Share锁,S锁或者读锁。

排它锁:eXclusive锁,X锁,拒绝锁或写锁。

更新锁:Update锁,U锁。

数据项既可以读也可以写,则要用X锁;如果数据项只可以读,则要用S锁。

(3). 锁的操作:Read_lock(x):读锁Write_lock(x):写锁unlock(x):解锁数据项的状态:read_locked: 读锁Write_locked:写锁具体操作方法:1)在系统锁表中记录关于锁的信息。

相关文档
最新文档