分布式数据库的数据加锁与一致性研究

论文摘要

随着网络技术的发展,分布式数据库的应用越来越重要。本文结合湖南省科技计划项目,研究了分布式数据库的加锁算法和数据一致性控制方法,探讨了分布式数据库中数据的分布性和冗余性、事务执行的分布性及一些不可预测的软件错误和硬件故障等导致数据不一致的问题,指出解决这些问题尚存在的困难,在现有的维护分布式数据库数据一致性算法的基础上,做了大量研究,提出了自己的观点。具体研究内容如下:（1）研究了简单的分布式封锁方法和完全分布式加锁算法等封锁算法,针对这些算法在加锁时所需通信开销大、封锁时间长、锁管理复杂的缺点,结合集中式数据库的锁类型,分析了分布式数据库的加锁粒度,在全局目录和分布式数据库三阶段封锁协议的基础上,提出了基于全局目录的分布式数据库封锁管理算法。在该算法中,全局目录服务器负责维护全部封锁信息,全局锁管理器管理和维护全局目录中的锁结点信息。（2）研究了分布式数据库中数据复制技术,探讨了消息队列法、事务控制法、复制控制法在维护分布式数据库数据一致性方面存在的缺点,提出了基于全局目录的分布式数据库数据一致性控制算法。该算法在全局目录的基础上进行数据的异步更新操作,节省了网络带宽、改善了事务处理能力。（3）使用Oracle 10g、myEclipse等工具,编写了分布式数据库的数据加锁与一致性仿真系统,运用TPC-C标准基准测试工具SysBench进行事务压力测试,并用第三方数据库管理工具Toad监控测试过程。实验结果表明,上述两种算法是正确的、可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 本文的研究工作
• 1.5 论文结构
• 第二章 分布式数据库相关理论
• 2.1 分布式数据库的并发控制
• 2.1.1 并发控制的常用方法与分类
• 2.1.2 并发控制的两阶段封锁技术
• 2.2 分布式数据库中的事务管理
• 2.2.1 分布式事务的概念
• 2.2.2 分布式事务的结构
• 2.2.3 分布式事务的两阶段提交协议
• 2.2.4 分布式事务的三阶段提交协议
• 2.2.5 并发事务串行化算法
• 2.3 分布式数据库的数据目录
• 2.3.1 分布式数据库中数据目录的内容
• 2.3.2 分布式数据库的数据目录管理
• 2.4 分布式数据库中数据不一致性的检测
• 2.5 小结
• 第三章 基于全局目录的分布式数据库封锁管理算法
• 3.1 分布式数据库系统的锁管理分析
• 3.1.1 关系数据库管理系统的封锁管理分析
• 3.1.2 分布式数据库封锁系统的相关理论
• 3.2 全局目录
• 3.2.1 全局目录的作用
• 3.2.2 全局目录的创建
• 3.3 基于全局目录的分布式数据库封锁管理算法
• 3.3.1 算法的加锁粒度
• 3.3.2 算法中的锁类型
• 3.3.3 事务锁表
• 3.3.4 锁管理算法
• 3.4 算法分析
• 3.5 小结
• 第四章 基于全局目录的分布式数据库数据一致性算法
• 4.1 数据一致性
• 4.1.1 数据一致性的概念
• 4.1.2 分布式数据库的数据一致性
• 4.2 数据复制技术
• 4.2.1 数据复制技术的特点
• 4.2.2 数据复制管理
• 4.3 基于全局目录和全局事务的一致性控制算法
• 4.3.1 数据一致性保持算法
• 4.3.2 访问冲突的解决
• 4.4 算法分析
• 4.5 小结
• 第五章 分布式数据库的数据加锁与一致性仿真
• 5.1 仿真实验环境搭建
• 5.2 数据库管理
• 5.2.1 分布数据的全局命名
• 5.2.2 数据存储及处理
• 5.3 分布式数据库数据一致性管理系统的实现
• 5.3.1 全局目录管理器
• 5.3.2 副本一致性管理器的实现
• 5.3.3 全局事务更新控制器的实现
• 5.4 实验过程与结果
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 硕士期间发表的论文