移动环境下支持实时事务处理的数据管理研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangguoliang
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随着无线通信技术的飞速发展,越来越多的移动用户利用掌上电脑通过无线接口访问互联网。在移动计算环境中,从服务器到移动客户机的下行带宽相对比较大,而从移动客户机到服务器的上行带宽非常有限,有时甚至没有上行带宽,数据访问会有较大延迟,有时甚至会由于网络的断接无法得到数据。重要的是,无线数据广播环境下的这些特点会给移动实时事务的时间限制带来显著地负面影响,对于移动实时事务,满足其截止期是首要考虑的问题,并且由于数据对象的时间特性,故有必要研究移动实时环境下的数据管理技术。  随着移动通讯技术的迅速发展,人们提出了新的应用要求:在移动环境下处理实时事务。而移动通讯带宽有限性引起较大的数据访问延迟,有时甚至由于网络传输的断接使得事务得不到所需要的数据,数据预取能够很好地解决这个问题。已有的移动环境下数据预取没有考虑到数据的流行性和事务的时间特性。通过分析影响实时事务数据预取的因素,首先考虑数据易变性、活跃性等因素,获得高价值预取数据集合;然后考虑访问预取数据的事务优先级、数据流行性等因素,构造预取数据的选择函数,通过该函数在前面选取的集合中筛选出对满足实时事务截止期更有价值的数据对象进行预取。  移动客户机是由电池进行能量供应的,能量非常有限,为了节省能量,网络经常处于断接状态。当移动客户机重新连接到网络时,本地缓存中的数据和数据库服务器中的数据就可能存在着不一致性问题。移动计算中基于位序列的低延迟缓存失效方案采用最新值一致性模型,在这个模型中,客户机必须总是访问数据对象的最新值。当客户机不做缓存并且服务器总是广播最新值时,数据的一致性容易实现。当客户机进行缓存时,必须采用维护最新值的一致性技术。因此,在位序列方案的基础上,引入中间失效报告以及请求数据广播的方法大大可以降低查询延迟,提高带宽利用率,从而降低移动客户机能耗。  在无线数据广播环境下,受上行带宽非常匮乏的限制,传统的乐观并发控制协议已经不适合这种不对称通信环境。在这种环境下,一种可变乐观并发控制协议被采用,固定数据库服务器周期性向移动客户机广播数据对象,并且该协议把一个广播周期分成若干个子周期,在两个连续的子周期间,一个保留空间被预留来存放服务器更新事务在第一个子周期开始后修改的所有数据对象,移动只读事务通过比较服务器更新事务提交的写集合和自己读集合来自主进行一致性验证,如果只读事务不能通过部分验证,它不会草率地被夭折并被重新启动,相反,应用一个加强的向前验证策略,帮助移动只读事务有更多地机会被提交。  并且,通过结合乐观并发控制协议和时标排序协议采用一种新的并发控制协议。在该并发控制协议中,只读事务满足弱一致性,包含所有更新事务和一个移动只读事务的可串行化图是无环的,移动只读事务能够自主执行,移动更新事务能够比较早检测到数据冲突。  实验表明,通过对移动广播环境下实时事务并发控制协议和支持实时事务数据管理的研究,能提高系统中满足截止期事务的比率,考虑到数据的时间特性,事务的重启率也显著降低,从而提高整个系统性能。
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