分布式数据库技术系统.ppt

1、，厦门大学计算机科学系2011年11月，林宇厦门大学计算机科学系E-mail:分布式数据库技术专题4分布式数据库系统管理机制，厦门大学计算机科学系研究生课程，主题4分布式数据库系统管理机制，1，分布式事务管理2，分布式并发控制3，分布式恢复2、集中式事务模型事务由标识符、头、数据库操作和关闭处理组成。其中Commit表示提交，Abort(或Rollback)表示事务已回滚。ti: begin mit or abort opertion，(回顾)数据库研究界三大功勋人物埃德加科德弗兰克代码关系数据库的父亲1981年詹姆斯格雷詹姆斯格雷格雷19

2、98年图灵奖获奖者数据库事务专家查尔斯巴赫曼查尔斯查尔斯巴赫曼巴赫曼网状数据库的父亲1981年分布式事务概念分布式事务处理流程分布式事务处理流程结构分布式事务处理实例、分布式事务处理概念、但是，执行中央交易的方式不同。定义1:分布式事务处理是应用程序操作序列，是用户对数据库访问操作序列执行的最小单元。分布式事务处理也有事务处理的头操作序列和事务处理的尾，具有与中央事务处理相同的事务处理模型，并且将数据库从一个一致状态更改为另一个一致状态。分布式事务处理概念，定义2:分布式数据库的分布式事务处理访问、转换、分解、

3、优化后生成此分布式执行计划可以分为“与该站点的本地数据库相关的操作序列”，即每个站点的子DEP。分布式事务处理通常称为全局事务处理，与每个相应站点相关的子DEP称为子事务处理。定义3:设置事务处理t: T:O1，O2，Om，全局事务处理GT可以表示为：DEP可分为DEP1(，)、DEPn(，)。其中：1，n是场地，DEP，分布式事务处理进程，分布式事务处理进程和中央事务处理进程的相似性，与中央事务处理一样，分布式事务处理具有ACID特性，在分布式运行时，全局事务处理更具有需要串行、原子性、持久性和隔离的特性。全局事务的子事务在计划运行时需要串行、可恢复的分布式事务。为了确保全局和

4、本地数据库一致性全局事务的时间表，必须确保事务的正确执行(包括与每个物理站点相关的本地时间表)，确保本地数据库的一致性，并通过通信协议协调子事务的执行。要完成确保全局数据库一致性的分布式事务处理的协调程序进程和代理进程每个站点的子事务处理处理功能，全局事务处理必须为每个子事务处理在相应站点上创建代理进程。每个代理都是本地进程。同时，为了曹征每个子事务的操作，全局事务启动协调程序进程以控制和曹征代理之间的操作，代理之间的通信，分布式事务处理进程，从分布式系统的概念分析，分布式事务处理进程如下：分布式事务处理在运行时分为多个站点的计算机相关任务。只有在每个子事务处理正常关闭的情况下，

5、才能将分布式事务处理提交给子事务处理的调度执行，并且必须有协调程序进程来协调每个子事务处理的执行。通常，这些曹征进程在分布式事务处理的起始站点事务处理(即根事务处理)中执行。由于每个子事务在系统多个站点的计算机上运行，因此需要在子事务之间传输大量数据和控制信息。这些传输由系统提供的通信原语执行，子事务之间的协调由控制原语完成。分布式事务处理中的操作包括数据操作(即子事务处理操作)、通信原语和控制原语。分布式事务处理进程结构，通常有多种方法配置曹征进程的结构。此处首先假定以下流程结构：(1)通常有一个协调程序进程，该进程在事务的开始站点启动，用户发出用户请求后，该进程将在请求的开始

6、站点启动。(2)协调员流程控制交易的执行，协调代理人之间的工作，发行交易的开始、提交或死亡等原语。(3)只有协调员可以请求创建新代理。分布式事务实例(示例5.1:此示例显示了使用全局关系帐户(ACCNO，Amount)执行两个帐户间转移操作的应用程序程序员创建的事务。应用产品首先读取转移额(金额)以及贷项和借项帐号(From Ace和To Ace)，然后起动事务处理以处理事务处理。在交易执行期间，如果贷方金额小于抛转金额，则交易会中止。否则，更新借款人金额并提交事务处理。，分布式事务实例，Fund Transfer: Read(Temninal，$Amount，$F

7、orm Acc，$ To Acc)；Begin Transaction；select amount into form amount from account where ACC no from ACC if from amount-$ amount 0 then abort else begin update account set amount amount提交结束，全域资金抛转交易，集中式交易，分散式交易执行环境，根：read (terminal，$ amount，$ frot Begin Transaction)amount into $ from-amount from

8、 account where ACC no $ from ACC；if from amount-amount 0 then abort else begin update account set amount=amount-$ amount where ACC no=$ from ACC；代理创建1(代理创建过程)，Send to AGENT1(Amount，to _ ACC)；Commitend，agent1: receive from root (amount，to ACC)；update account set amount=amount $ amount where ACC no=$

9、to ACC；全局事务处理协调程序进程、代理进程、分布式事务处理、5.1.3分布式事务处理特性、与中央数据库相同的ACID、分布式数据库本身的特性：执行特性：每个子事务处理的执行操作特性：要调整数据访问活动，必须创建称为曹征进程的控制进程，执行方式也很复杂：添加控制消息以协调每个子事务处理的运行。5.1.4分布式事务管理目标，宏目标：高效、可靠、同时运行事务的三个目标是影响徐璐矛盾执行效率的因素。CPU和内存利用率控制消息数和长度响应时间可用性特定目标：最小化分布式事务的原子、串行和隔离裴珉姬管理、持续性、CPU和内存开销、减少消息传递控制次数、提高事务响应速度、最大系统可用性、5.2.1原子

10、性5.2.2区域现场事务保证原子性管理机制5.2.3分布式事务保证分布不一致的中间状态需要分布式事务管理程序能够实现全局原语Begin Transaction，CommitAbort，以保持分布式事务的原子性。全局原语的执行取决于在每个站点上执行的一系列相应操作。只有在每个本地站点上的操作正确执行后，才能提交全局事务。如果发生故障导致全局事务死亡，则所有本地站点上的操作都必须无效。要完成全局事务处理，本地站点必须具有实现本地事务的本地事务管理器(LTM)。因此，可以使用本地站点提供的事务管理机制实现分布式事务的原子性。5.2.2本地站点事务保证原子管理机制，(1)本地站点事务管理机制本地站点提

11、供的事务管理等同于集中事务管理，集中事务管理是确保事务原子性的方法。(2)集中式事务恢复机制事务恢复机制的目的是确保在发生系统故障时数据库处于正确的状态。，5.2.3分布式事务确保原子性管理机制，对于分布式事务，原子性裴珉姬管理也由恢复机制保证，(1)分布式事务恢复机制的基本原理，(2)确保分布式事务原子性的措施，(5.2.3)分布式事务保证原子性管理机制，每个位置都有局部事务进行本地恢复的机制全局事务管理您可以将Commit和Abort命令GTM发送到LTM。LTM要求整个子事务确保子事务的原子性(而不是GTM)将全局事务写入日志文件。每个站点的子事务的原子性所有站点的子事务同时提交或停止全

12、局事务管理除了调用LTM外，还增加了子事务之间的曹征操作。确定整个子事务是否提交或死亡，最终确定全局事务是否提交或死亡，(1)分布式事务恢复机制的基本原则，5.2.3分布式事务确保原子性的管理机制，(2)确保分布式事务原子性的措施，提交分布式事务的最基本方法是两阶段提交协议(2PC)，还包括无阻塞提交协议(3PC协议) 阶段1:预提交阶段(1)协调员流程将子事务发送到每个站点(2)完成每个参与站点子事务后，向曹征流程运行预提交命令，并将提交该子事务所需的所有信息和子事务预提交的事实记录在日志文件中。 (3)曹征进程在每个子事务中接收预提交命令，所有子事务响应预提交后，即可提交全局事务。如果一个或多个子事务已响应Abort，或者超时未响应，则全局事务将做出截留决定。步骤2:执行阶段(1)协调员将决定记录在日志中，然后协调员将决定(提交或死亡)发布到每个子事务处理。(2)所有参与者首先按照协调员的命令记录在日志文件中，然后执行提交或中止的命令。从此时开始，恢复机制将确保子事务的