事務(wù)處理是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特性之一。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用迫切地需要數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在保證事務(wù)語義的前提下能夠提供持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)訪問服務(wù),即高可用服務(wù)。由于復(fù)制技術(shù)可以提高系統(tǒng)服務(wù)的可用性,并且共識協(xié)議可以提供強(qiáng)一致性的容錯(cuò)服務(wù)。因此,由多副本構(gòu)成的高可用事務(wù)處理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,它利用共識協(xié)議將數(shù)據(jù)從領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)同步至其他跟隨者節(jié)點(diǎn)。高可用事務(wù)處理系統(tǒng)已應(yīng)用于各大互聯(lián)網(wǎng)公司的核心業(yè)務(wù)。然而,高可用事務(wù)處理系統(tǒng)的并發(fā)控制在可擴(kuò)展性、副本恢復(fù)和單點(diǎn)性能等方面依然面臨著諸多挑戰(zhàn)。首先,并發(fā)控制雖然保證了事務(wù)語義,但導(dǎo)致了副本節(jié)點(diǎn)上的讀取失敗和讀取阻塞,這犧牲了多副本的可擴(kuò)展處理能力。其次,副本恢復(fù)將直接服務(wù)于事務(wù)的并發(fā)控制,而共識協(xié)議增加了副本節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)代價(jià),從而影響系統(tǒng)的可用性及事務(wù)處理性能。最后,樂觀并發(fā)控制協(xié)議通過驗(yàn)證機(jī)制來保證事務(wù)的串行化語義,而在混合型工作負(fù)載下,單一的驗(yàn)證機(jī)制降低了事務(wù)的吞吐。因此,本文致力于探索高可用事務(wù)處理系統(tǒng)中的并發(fā)控制機(jī)制。以下是本文的主要貢獻(xiàn):1.針對多副本的可擴(kuò)展問題,提出了高效快照隔離機(jī)制ESI（Efficient Snapshot Isolat... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 高可用事務(wù)處理系統(tǒng)概述
        1.2.1 研究現(xiàn)狀
        1.2.2 系統(tǒng)模型
        1.2.3 關(guān)鍵問題
    1.3 研究內(nèi)容與主要貢獻(xiàn)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 主要貢獻(xiàn)
    1.4 章節(jié)安排
第二章 背景知識和相關(guān)工作
    2.1 Raft復(fù)制系統(tǒng)
        2.1.1 日志復(fù)制
        2.1.2 領(lǐng)導(dǎo)者選舉
    2.2 事務(wù)處理機(jī)制
        2.2.1 強(qiáng)快照隔離
        2.2.2 樂觀驗(yàn)證方法
    2.3 相關(guān)工作
        2.3.1 復(fù)制與共識協(xié)議
        2.3.2 多版本并發(fā)控制協(xié)議
        2.3.3 樂觀并發(fā)控制協(xié)議
    2.4 本章小結(jié)
第三章 ESI：支持副本可擴(kuò)展的高效快照隔離
    3.1 引言
    3.2 強(qiáng)快照隔離的基本實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)
        3.2.2 事務(wù)執(zhí)行
        3.2.3 問題分析
    3.3 強(qiáng)快照隔離的高效實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 實(shí)現(xiàn)概述
        3.3.2 提前日志回放
        3.3.3 事務(wù)讀取操作
        3.3.4 節(jié)點(diǎn)恢復(fù)
        3.3.5 垃圾回收
    3.4 自適應(yīng)時(shí)間戳分配
        3.4.1 成批處理與嵌入機(jī)制
        3.4.2 自適應(yīng)機(jī)制
    3.5 實(shí)驗(yàn)分析
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)配置
        3.5.2 可擴(kuò)展性驗(yàn)證
        3.5.3 有效性驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第四章 AELR：精準(zhǔn)高效的日志修復(fù)技術(shù)
    4.1 引言
    4.2 問題分析
        4.2.1 Raft協(xié)議的屬性
        4.2.2 日志不一致異常
        4.2.3 典型日志修復(fù)方法
    4.3 特殊標(biāo)記日志記錄
        4.3.1 概述
        4.3.2 新領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)的接管流程
    4.4 精準(zhǔn)高效的日志修復(fù)
        4.4.1 AELR算法
        4.4.2 正確性分析
        4.4.3 性能分析
    4.5 實(shí)現(xiàn)與優(yōu)化
        4.5.1 領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)的調(diào)優(yōu)方法
        4.5.2 跟隨者節(jié)點(diǎn)的調(diào)優(yōu)方法
    4.6 實(shí)驗(yàn)分析
        4.6.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
        4.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
第五章 AOCC：面向混合型工作負(fù)載的自適應(yīng)樂觀并發(fā)控制協(xié)議
    5.1 引言
    5.2 研究動(dòng)機(jī)
        5.2.1 單個(gè)事務(wù)中的HTAP
        5.2.2 混合型負(fù)載
    5.3 事務(wù)級別的AOCC
        5.3.1 跟蹤機(jī)制
        5.3.2 驗(yàn)證方法
        5.3.3 示例說明
        5.3.4 實(shí)現(xiàn)方法
        5.3.5 局限性
    5.4 語句級別的AOCC
        5.4.1 協(xié)議詳述
        5.4.2 自適應(yīng)策略
        5.4.3 正確性分析
        5.4.4 討論
    5.5 實(shí)驗(yàn)分析
        5.5.1 測試負(fù)載
        5.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.5.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]新型非易失存儲(chǔ)環(huán)境下事務(wù)型數(shù)據(jù)管理技術(shù)研究[J]. 潘巍,李戰(zhàn)懷,杜洪濤,周陳超,蘇靜.  軟件學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]內(nèi)存計(jì)算技術(shù)研究綜述[J]. 羅樂,劉軼,錢德沛.  軟件學(xué)報(bào). 2016(08)
[5]支持大數(shù)據(jù)管理的NoSQL系統(tǒng)研究綜述[J]. 申德榮,于戈,王習(xí)特,聶鐵錚,寇月.  軟件學(xué)報(bào). 2013(08)
[6]數(shù)據(jù)管理技術(shù)的新格局[J]. 覃雄派,王會(huì)舉,李芙蓉,李翠平,陳紅,周烜,杜小勇,王珊.  軟件學(xué)報(bào). 2013(02)



本文編號：3611346