复制的移动数据库系统事务级同步处理策略A-CiteSeerX.PDF

1000-9825/2002/13(02)0258-08 ©2002 Journal of Software 软 件 学 报 Vol.13, No.2 复制的移动数据库系统事务级同步处理策略 1 2 1,2 丁治明 , 孟小峰 , 王 珊 1( 中国科学院 计算技术研究所,北京 100080); 2( 中国人民大学 数据与知识工程研究所,北京 100872) E-mail: dingzhiming@263.net; {xfmeng,suang}@ 摘要: 同步处理技术是保持复制的移动数据库系统一致性的一项关键技术,但现有的事务级同步处理算法存在着 一定的局限性.为了克服这些缺陷,并增强其实用性,提出了一种新的移动数据库同步处理模型──基于双时间印的 事务级同步(DTSTLS)模型.DTSTLS 模型采用了一种三级复制体系结构, 系统可以直接使用通用的数据库产品作为 其数据库服务器, 因此具有良好的可扩充性.作为一种异步的多主副本复制方法,DTSTLS 模型允许移动计算机在断 连的情况下存取本地副本,从而造成系统短暂的不一致,重新连接时进行冲突检测及同步处理,使系统重新收敛于一 致性的状态.此外,通过一种独特的时间印处理策略,DTSTLS 模型减少了通信代价,并降低了资源消耗.实验结果表 明,DTSTLS 模型提高了移动数据库系统的资源利用效率,保证了事务调度的可串行性和数据库的一致性. 关 键 词: 移动计算;数据库;事务处理;复制 中图法分类号: TP311 文献标识码: A 数据复制技术是提高移动数据库系统可用性和可靠性的一项关键技术.一个理想的移动复制机制应该达 到4 个目标,即可用性与可伸缩性、移动性、可串行性、收敛性[1] .这4 个目标决定了理想的移动数据复制应该 是一种异步的多主副本复制, 即系统允许移动计算机在断连的情况下在本地副本上执行事务操作(称这类事务 为移动事务),从而造成系统短暂的不一致,重新连接时进行数据的同步处理,使系统重新收敛于一致性的状态. 上述过程称为同步处理过程,其中需要解决的关键问题是异步复制所导致的冲突处理问题. [1] 在移动数据库系统复制方面,人们已经进行了大量的研究,并提出了许多模型与算法,如两级复制算法 、 [2] [3] 容错型定额同意方法 、主动复制机制 等.然而,这些工作大部分均没有讨论冲突处理问题.某些工作( 如 BAYOU[4] 系统) 虽然研究了冲突处理问题,但需要人工依据系统的具体特点来定制冲突处理函数, 因此影响了 系统的通用性和适应性.文献[5]提出了一种有效的移动复制冲突处理模型──多版本冲突消解模型.该模型在 数据库服务器上管理数据对象的多个版本,并提供了数据快照一级的事务隔离性.根据文献[6] 的结论,这一隔离 级别不能完全保证事务调度的可串行性. 此外, 由于复制的移动数据库系统通常需要保存完整的移动事务日志,且在同步处理过程中需要传递大量 的数据, 因此在实际应用中受到了移动计算环境诸多因素的限制. 同时,系统的可扩充性还要求移动数据库系统 应能方便地容纳其他主流数据库产品.为了克服目前移动数据库系统同步处理算法中所存在的缺陷,并增强其 实用性,本文提出了一种基于双时间印的事务级同步(double-timestamp transaction-level synchronization, 简称 DTSTLS)机制,并给出了具体的实现算法. 收稿日期: 2001-04-20; 修改日期: 2001-09-18 基金项目: 国家自然科学基金资助项目; 国家863 高科技发展计划资助项目(863-306-ZD 12-12-1) 作者简介: 丁治明( 1966 －), 男,湖北荆州人,博士生,高级工程师,主要研究领域为数据库与知识库系统,移动计算;孟小峰 (1964 －),男,河北邯郸人,博士,副教授,主要研究领域为数据库与知识库系统,移动计算,web 信息管理;王珊(1944 －),女,江苏无锡人,教 授,博士生导师,主要研究领域为数据库与知识库系统,移动数据库,数据仓库技术. 丁治明 等:复制的移动数据库系统事务级同步处理策略