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。     

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.     

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。     

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.     

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．     

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.     

分布式实时数据处理系统的设计与实现

国家“863”计划基金资助重点课题“生产计划与实时优化调度系统研究”子课题“实时数据库系统研究”（2002AA412020）     

传感器网络中协作实时数据库事务的提交控制

传统的事务模型由于其严格的ACID特性无法适应传感器网络中协作事务的实时性要求.因此着重研究传感器网络中协作实时数据库事务的提交机制.首先,分析传感器网络中实时数据库应用的协作特性,放松事务的严格ACID要求,运用控制区域的概念提出一种基于事务的行为语义控制区域的事务模型.然后,给出该模型的提交、回滚、可见规则及能保证数据库一致性和协作事务实时性的三阶段提交协议,并通过补偿事务保证外化信息准确性.性能测试表明,该模型及提交机制提高了采集数据的外化率和协作实时事务的成功率.     

分布式主动实时事务语义模型与静态预分析

为支持分布式主动实时数据库事务处理的可预测性,提出了一种新的基于树的事务语义模型,该模型利用事务“关节点”的概念能较好地描述分布式主动实时事务的语义与结构特征,并能有效地支持分布式主动实时事务预分析处理与动态预测的结合。另外,分析了分布式主动实时事务的静态语义信息,构造了静态事务信息集合。     

分布式主动实时数据库基于多优先级队列的优先级分派

事务的分布性和事务触发的不可预测性使得分布式主动实时数据库系统中的事务调度变得较为复杂．该文给出了立即和推迟两种模式下执行的被触发事务的截止期确定方法和事务紧急度计算方法,并结合事务的应用语又提出了一种基于多优先级队列的优先级分派策略,有利于主动事务和被触发事务的顺利提交．     

A Commit Strategy for Distributed Real-Time Transaction

Ramamritham gives three common types of constraints for the execution his-tory of concurrent transactions. This paper extends the constraints and gives the fourth type of constraint. Then the weak commit dependency and abort dependency between transactions, be-cause of data access conflicts, axe analyzed. Based on the analysis, an optimistic commit protocol 2LC (two-Level Commit) is proposed, which is specially designed for the distributed real-time do-main. It allows transactions to optimistically access the locked data in a controlled manner, which reduces the data inaccessibility and priority inversion inherent and undesirable in distributed real-time database systems. Furthermore, if the prepared transaction is aborted, the transactions in its weak commit dependency set will execute as normal according to 2LC. Extensive simulation ex-periments have been performed to compare the performance of 2LC with that of the base protocol,the permits reading of modified prepared-data for timeliness (PROMPT) and the deadline-driven conflict resolution (DDCR). The simulation results show that 2LC is effective in reducing the num-ber of missed transaction deadlines. Furthermore, it is easy to be incorporated with the existing concurrency control protocols.     

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．     

混合的实时嵌套事务并发控制协议

嵌套事务作为扩展事务模型的一种,提供了事务内部的并行性和更好的失败恢复选择,具有较为广泛的应用,然而却给事务并发控制带来了更高的复杂性,尤其在实时数据库中事务具有时间限制.针对实时嵌套事务模型,提出了一种混合并发控制协议,对同一事务树内的子事务采用锁协议,对不同事务树之间的事务采用基于动态调整串行化顺序的乐观并发控制协议,提高了事务的成功率,最后证明了协议的正确性.     

基于截止期的可推测实时数据库事务并发控制

在实时数据库应用环境中,最大的并发数或者吞吐量不再作为性能的重要衡量尺度,而把在截止期之前完成的事务数量作为决定性的性能指标。因此,综合乐观并发控制（OCC）和悲观并发控制（PCC）的方法,提出了基于截止期的两阶段可推测并发控制技术（PSCC）以提高事务满足时间限制的可能性。首先,基于事务的截止期对潜在的可能带来数据不一致性的威胁进行推测,尽早地重启那些变为现实的威胁可能性较大的冲突事务,允许变为现实可能性较小的冲突事务继续执行。其次,在校验阶段采用广播式的提交技术控制未违背提交一致性的事务的提交,保证了数据库一致性,同时暂时阻塞违背提交一致性的事务并利用优先级升级技术减少被阻塞事务的不必要的重启。最后,给出了PSCC的行为规则及算法描述。性能测试结果分析表明,PSCC比OCC-BC和HPA有更低的失败率的重启率。     

Managing transactions on grid-neighbour replication in distributed systems

Managing transactions is very important in distributed databases in order to preserve data consistency and reliability of the systems. This paper presents a new design to manage transactions on neighbour replication in a distributed database system. We address how to build a reliable system for managing transactions on a neighbour replication grid (NRG) in terms to preserve the data consistency and support fault-tolerance. We first recall the model and technique of NRG that impose neighbours binary vote assignment to its logical grid structure on data copies. We extend our work in managing transactions to normal and failure cases. Finally, the implementation of the system is presented.     

数据广播中T-可串行化移动实时事务并发控制

研究了实时数据广播环境中的一致性维护问题。由于广播环境的非对称通讯特性,传统可串行化并发控制方法过于严格而不必要;现有放松可串行化方法都会导致数据库受限不一致、使各个用户读取受限不一致数据。提出了使用?子-可串行化并发控制,首先形式化定义了?子-可串行化正确性准则,证明了它虽比传统可串行化宽松但能始终保证数据一致性,使各个用户始终读取一致性数据,进而给出了相应的并发控制协议。实验结果表明,新协议可显著降低平均响应时间,使更多移动实时事务满足截止期要求。     

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.     

分布式实时系统任务与消息综合调度算法研究

分布式实时系统作为一种典型的实时系统应用受到了关注,目前提出了许多分布式实时系统的调度策略。但是,绝大多数策略往往忽略了全局任务调度时的消息调度。本文提出一种综合任务调度和消息调度的算法,提供了一种实时系统调度的新思路。     

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。