一种移动分布式实时事务原子提交协议

介绍了移动分布式实时事务的工作模式,在此基础上提出了应用于移动分布式实时事务的实时原子交换协议:两层实时原子提交协议.通过引入改进的TCP三次握手协议,完成移动终端与固定数据库系统的交互.对协议的正确性进行了证明.两层实时原子提交协议能够有效避免由于网络故障或者移动终端故障引起的通信堵塞.     

分布式实时事务的原子提交

分布式实时数据库系统中，事务除具有传统数据库事务的ACID特性外，还具有定时限制（如截止期等）。传统提交协议及已研究出的实时提交协议都不保证分布式实时事务的原子性，结合实时事务截止期要求，描述了分布式实时事务的原子提前及其正确性准则，给出了适合于固（或软）实时事务的原子提前协议RTACP及其处理过程并证明了其正确性，还对RTACP进行了性能比较和评价，表明其分别在不同方面更优越。     

移动分布式实时嵌套事务提交

在移动分布式计算环境中,事务移动性和无线网络固有的缺陷使得传统的分布式实时事务管理机制不足以支持移动分布式实时事务的执行,故有必要为移动实时事务研究新的事务处理机制,以提高其成功率.着重研究移动实时事务的提交机制.首先,通过分析移动分布环境中实时事务的特点给出了一个基于功能替代的移动实时嵌套事务模型.然后,提出了一个基于此模型的三层提交结构以及能够保证移动实时事务原子性和结构正确性的三阶段实时提交协议3PRTC(three-phase real-time commit).性能测试表明,所提出的事务模型及其提交机制能够提高实时事务的成功率.     

分布式实时事务提交协议

在分布式实时数据库系统中，保证事务原子性的唯一途径是研究和开发出一个实时的原子提交协议．首先详细分析了事务因数据访问冲突而形成的各种依赖关系，在此基础上提出了实时的原子乐观提交协议——2SC协议，该协议减少了事务的等待时间，提高了事务的并发度，且能无缝地和现有的并发控制协议集成在一起，保证事务的可串行化和原子性．通过模拟实验研究表明，采用该协议能够减少超过截止期的事务数目。     

移动实时提交协议的恢复处理与通信分析

三层实时提交协议(3LRTC)是为支持事务移动性、断接性、实时性及功能替代性等设计的一种移动实时提交协议,该协议能保证移动分布式实时事务放松原子性和结构正确性。该文在分析移动实时事务各参与者提交状态变化的基础上,讨论了3LRTC在发生场地故障和断接时的恢复处理方式,以保证故障发生后数据库能恢复到一个正确的状态。该文还对3LRTC的通信代价进行了分析与比较,结果表明,三层提交结构能减少移动实时事务的通信消息数。     

一种分布式实时数据库提交协议

传统的事务提交协议不适合实时环境的需要，并且文献中现有的几个实时提交协议限制了实时事务执行的并发度，影响了实时事务的定时限制，该文针对分布式实时数据库系统的提交处理提供了2SC协议，它增加了事务执行的并发度且有助于事务截止期的满足，文中首先提出了一个分布式实时事务经历模型，着重讨论了事务因为冲突操作而引起的提交依赖和夭折依赖，然后给出了2SC（双空间提交）协议规则，根据该协议分布式实时事务的提交处理在两个空间中完成：结点的局部事务空间和系统的全局事务空间，在局部事务空间中，当处于准备状态的参与者夭折时，仅仅夭折其夭折依赖集中的事务而不会夭折其提交依赖集中的事务；在适当的条件下，处于准备状态的参与者允许其它事务访问其锁住的数据，在全局事务空间中，参与者能够在进入准备之前主动夭折，即当一个事务在进入准备状态之前就超过了截止期，其协调者和所有的参与者都将“寂寞死”，接着该文证明了2SC协议的正确性，即确保分布式事务提交的原子性，同时分析了该协议固有的优点比如提高事务执行的并发度和减缓事务的串联夭折等，并且2SC协议能够和现有的并发控制协议有机地结合在一起，确保分布式实时事务可串行化和提交的原子性，最后通过一个模拟实验证实了2SC协议的性能比较优越。     

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。     

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．     

一种改进的分布式实时事务调度协议

分布式实时事务调度协议用于实现事务间读写的并发控制,以满足事务的一致性与隔离性要求.本文改进了动态调整时间间隔的乐观并发控制协议,提出了一种分布式实时事务调度协议DOCC-DATI,协议分为读阶段、等待阶段、准备阶段和提交阶段.协议在读阶段和等待阶段利用事务的优先级信息,动态调整事务的串行化顺序,使高优先级事务优先进入验证阶段,并通过阻塞机制避免部分低优先级事务的不必要重启.由于分布式环境下处于准备阶段的数据不可访问,这将增加事务的阻塞时间,因此本文允许处于准备阶段的事务借出数据给低优先事务.为避免传统的两阶段提交协议中由单点故障而导致的实时事务阻塞,本文通过Paxos一致性算法提交分布式实时事务.提议的方法在一个模拟的分布式实时数据库环境中得以应用,显示出了优良的结果.     

移动分布式实时数据库中并发控制框架

在移动分布式数据库系统中采用三层结构,提出了DMVOCC-DA-2PLV（Distributed Multiversion Optimistic Concurrency Control—Dynamic Adjustment of Serialization Order-Two-Phase Local Validation）协议处理移动分布式实时事务。移动实时事务处理分两阶段进行。第一阶段在移动主机（MHs）上处理,并进行局部部分有效性检查性确认,使用向后有效性确认机制,与在服务器提交事务进行有效性确认。及早地检测数据冲突,节省了处理和通信资源。第二阶段在服务器处理,通过局部部分有效性确认的事务,提交到服务器进行局部最终有效性确认。协议消除了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。如果移动只读事务所有读数据项通过局部部分向后有效性确认,则可提交,大大降低了移动只读事务的响应时间。在全局有效性确认中对分布更新事务进行检查,以保证分布串行性。通过模拟仿真,对DMVOCC-DA-2PV协议进行了性能测试,并与DTO-2PC和DHP-2PL进行了比较。实验结果表明DMVOCC-DA-2PV并发控制协议要优于其它协议。     

移动实时嵌套事务的并发控制

在移动计算环境中，事务移动性和无线网络固有的缺陷使得传统分布式实时事务管理机制不足以支持移动实时事务的执行，故有必要为移动实时事务研究新的事务处理机制以提高其成功率．该文着重研究移动实时事务的并发控制机制．首先，该文给出了一个考虑事务定时限制以及移动性的嵌套事务模型．然后，为减少移动分布式环境中解决数据冲突的开销，该文研究了一种结合优先级夭折和优先级继承的基于封锁的并发控制协议PAI-2PL．当高优先级事务被低优先级事务阻塞时，对于相同家族事务，采用优先级继承方法解决冲突；而对于不同家族事务，则夭折重启低优先级事务．另外，为减少由于断接所引起的无效阻塞，PAI-2PL允许低优先级事务夭折处于断接状态的高优先级事务．通过性能测试，表明所提出的事务模型及并发控制机制能提高实时事务的成功率．     

分布式实时事务提交处理

由于提交处理的复杂性,分布式实时事务很难满足其截止期.提出了一种新的提交协议A2SC(主动的双空间提交),它适合于分布式实时事务提交处理的需要.分析了由于数据冲突访问而形成的各种依赖关系.当处于准备状态的事务和处于提交状态的事务发生数据冲突访问时,A2SC允许处于执行状态的事务在一种控制的方式下乐观地访问锁住的数据.当处于准备状态的事务夭折时,仅仅只有其夭折依赖集中的事务夭折.进一步提出了"没有结果的运行"的观念.当一个事务发现它是没有结果的允许时,它将主动夭折.进行了广泛的模拟实验比较A2SC和其它协议比如基准协议、PROMPT和DDCR的性能.模拟结果表明A2SC在最小化错过截止期的事务数方面较成功,因此A2SC适合于高性能分布式实时事务.     

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.     

支持分布式合作实时事务处理的协同检验点方法

在实时事务执行时，事务故障或数据竞争会导致事务重启，为减少事务重启损失的工作量，可以采用检验点技术保证事务的时间正确性．在一类分布式实时数据库应用中，不同结点的事务通过消息交换形成合作关系，为保证合作事务间的全局一致性，当某一事务记检验点时，相关事务也要记检验点．传统协同检验点方法没有考虑应用的定时约束，不能很好地支持分布式合作实时事务处理．该文提出了一种基于图论的协同检验点方法，利用在每个计算结点上为每个合作事务集维护的局部有向图，使用一个基于图论的计算过程标识出应记检验点的事务，该方法既具有最小协同检验点特性，又使全局检验点的时延最小．实验表明该算法减少了全局检验点时延，有利于实时事务截止期的满足．     

Scheduling Value-Based Nested Transactions in Distributed Real-Time Database Systems

Many noticeable studies have focussed on scheduling flat transactions in a distributed real-time database system (RTDBS). However, a nested transaction model has been widely adopted in many real-life applications such as Internet stock trading systems and telecommunications. This work concerns efficiently scheduling real-time nested transactions in a distributed RTDBS. A new real-time scheduler called flexible high reward for nested transactions (FHRN) is proposed. FHRN consists of (1) FHRN_p ¹ policy to schedule real-time nested transactions and (2) 2PL_HPN to resolve the concurrent data-accessing problem among interleaved nested transactions. Simulation results show that FHRN outperforms these existent real-time schedulers such as random priority (RP), earliest deadline (ED), highest value (HV), hierarchical earliest deadline (HED), and highest reward and urgency (HRU) when an application requires a nested transaction model.     

移动环境下支持实时事务处理的数据预取

随着移动通信技术的迅速发展,人们提出了新的应用要求:在移动环境下处理实时事务.而移动通信带宽有限性引起较大的数据访问延迟,有时甚至由于网络传输的断接使得事务得不到所需要的数据,数据预取能够很好地解决这个问题.已有的移动环境下数据预取没有考虑到数据的流行性和事务的时间特性.该文分析影响实时事务数据预取的因素,首先考虑数据易变性、活跃性等因素,获得高价值预取数据集合;然后考虑访问预取数据的事务优先级、数据流行性等因素,构造预取数据的选择函数,通过该函数在前面选取的集合中筛选出对满足实时事务截止期更有价值的数据对象进行预取.实验表明,该数据预取策略能降低移动实时事务满足截止期的比率,更好地支持移动实时事务处理.