一种混合式分布式数据库多副本的并发控制方法.doc

一种混合式分布式数据库多副本并发控制方法 任仲晟 薛永生 林小静 崔晓军 1（厦门大学计算机科学系 福建 厦门361005） （rh5152@126.com） 摘要 本文提出了一种混合式多副本并发控制方法。该方法结合了基于锁模型的并发控制方法和乐观并发控制方法的优点，根据运行环境下的并发事务数量，动态调整相关参数，有效地解决了多副本并发控制问题，并给出了具体算法。该方法能够避免死锁，一定程度上减少了系统并发控制所需的消息通讯量，提高了系统的并发度。 关键词 并发控制 悲观并发控制 乐观并发控制 混合式并发控制 分布式数据库 Concurrency Control in Distributed Database System with a Hybrid Method Ren Zhongsheng，Xue Yongsheng，Lin xiaojing，Cui Xiao-jun (Department of Computer Science, Xiamen University, Xiamen 361005, China) Abstract In this paper, some basic concurrency control methods in distributed database system are analyzed and then a hybrid concurrency control method (HCC) is proposed. HCC solves concurrency control problem effectively by combining the advantages of methods based on lock model and optimistic control method and it can adjust relative parameters dynamically according to the number of concurrency transactions in real runtime. Algorithms are also presented. HCC can avoid dead-lock and reduce the number of messages to be transferred needed by the system to some extent and also improve system concurrency performance. Keywords Concurrency Control，Pessimistic Concurrency Control，Optimistic Concurrency Control，Hybrid Concurrency Control，HCC，Distributed Database 1.引言 并发控制（CC）是数据库系统事务管理的重要内容。在分布式数据库中，为了改善系统的整体存取效率，提高系统的可靠性，经常在多个场地存放同一数据项的副本。当多个事务并发执行时，如果缺乏有效的并发控制策略，系统的一致性就得不到保障。并发控制的目的就是保证在多个事务并发进行数据库操作时，数据库仍可以处于一致性状态。 对并发控制的大量研究产生了丰硕的研究成果，目前已经提出的比较典型的多副本并发控制的方法可以分成两类：悲观的控制方法和乐观的控制方法(OCC：Optimistic Concurrency Control)。其中悲观的并发控制方法又可以分成基于锁模型的方法和基于时间印模型的方法。 文献[1][2][3]分别对基本的OCC和悲观的并发控制算法的性能进行了分析。基于锁模型的并发控制方法，需要发送大量的通讯控制原语，来申请和释放锁，增加了系统的负荷。同时基于锁模型的并发控制方法也容易发生死锁的现象，必须提供相应的机制，来预防或者检测并消除死锁。OCC方法是加锁方法的主要替代方法，对冲突较少的系统较为方便，特别是当大多数事务是只读型的事务时，性能更佳，因为一个只读事务没有写入阶段及写入集，因此验证起来比较简单。虽然乐观并发控制方法不会产生死锁现象，但可能重启事务，从而降低了系统的效率，这是OCC方法的一个缺点。 针对传统的基于锁模型的悲观并发控制算法和乐观并发控制方法的不足，文献[5] 提出了一种在乐观并发控制算法与悲观并发控制算法之间动态选择的并发控制算法，文献[6] 提出了一种基于乐观机制的新的并发控制方法,减少了事务重启动的次数,提高了系统的吞吐能力。 本文提出了一种混合式分布式数据库多副本并发控制方法。该方法能够消除死锁，提高并发度，并一定程度上减少了系统所需的控制通讯量。 本文的结构安排如下