Client/Server数据库模型下并发控制和恢复技术研究

论文摘要

Client／Server结构已经成为现在数据库管理系统的主流。数据库的安全保护是数据库管理系统的一个重要研究课题，它关系着数据库的安全性、完整性、并发性以及出现故障后的数据库恢复问题。而并发控制和恢复技术的研究正是为了实现后两个目标。 数据库管理系统的设计要能够保证事务的ACID属性。并发控制技术主要用于保证事务的一致性和隔离性，而恢复技术主要用于保证事务的原子性和持久性。本文主要研究基于page-server结构的Client／Server数据库管理系统的并发控制和恢复技术。 本文首先对客户缓存一致性控制算法进行了分类，并介绍了其中几个具有代表性的算法，比较了它们的优缺点。然后分析比较了现在两种主要的Client／Server数据库系统的恢复技术。 在对page-server结构的研究以及分析比较各缓存一致性控制算法的基础上，提出了一种基于P2P的客户缓存一致性控制算法，称为P2PBCC。通过让服务器和客户都保持缓存数据的路径信息的方法，将服务器从并发控制的关键路径上部分移出，减少了服务器的负载，缩短了客户事务的阻塞延迟，提高了整个系统的事务吞吐量，降低了事务的撤销率。本文还描述了使用P2PBCC算法的数据库系统正常的处理操作，并设计了使用该算法的系统的恢复策略，包括如何处理事务回滚、系统重启、进程失效、服务器失效、客户失效等。最后通过模拟测试，比较不同的缓存一致性控制算法的特点和性能，证明在存在数据竞争的情况下，P2PBCC要优于其他算法。

论文目录

• 图目录
• 表目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 object-server结构
• 1.1.2 page-server结构
• 1.1.3 file-server结构
• 1.2 课题研究的主要内容
• 1.3 论文结构
• 第二章 并发控制和恢复技术
• 2.1 并发控制
• 2.1.1 事务
• 2.1.2 并发控制
• 2.2 Client／Server系统的缓存一致性控制算法的分类
• 2.2.1 detection-based类算法
• 2.2.2 avoidance-based类算法
• 2.2.3 相关研究成果
• 2.2.4 C2PL算法
• 2.2.5 CallbackLocking（CBL）算法
• 2.2.6 AOCC算法
• 2.2.7 AACC算法
• 2.3 Client／Server系统下的恢复技术
• 2.3.1 缓存管理及日志写方法
• 2.3.2 redo-at-server方法
• 2.3.3 ARIES／CSA方法
• 2.4 小结
• 第三章 P2PBCC算法
• 3.1 结构描述
• 3.2 客户缓存页状态及协议描述
• 3.3 服务器缓存页状态及协议描述
• 3.4 其他相关处理
• 3.5 P2PBCC的进一步扩展
• 3.6 几种代表性的情况对比
• 3.7 小结
• 第四章 恢复策略
• 4.1 结构定义及LSN管理
• 4.1.1 数据结构
• 4.1.2 LSN管理
• 4.2 事务回滚
• 4.3 重启恢复过程
• 4.3.1 分析过程
• 4.3.2 redo过程
• 4.3.3 undo过程
• 4.3.4 选择性或延迟重启
• 4.4 失效处理
• 4.4.1 进程失效
• 4.4.2 介质失效
• 4.4.3 客户失效
• 4.4.4 服务器失效
• 4.5 commit-LSN优化
• 4.6 小结
• 第五章 系统模拟测试与分析比较
• 5.1 系统模型
• 5.2 工作量模型
• 5.3 测试及结果分析
• 5.3.1 UNIFORM工作量模型
• 5.3.2 HOTCOLD工作量模型
• 5.3.3 HICON工作量模型
• 5.3.4 PRIVATE工作量模型
• 5.4 小结
• 第六章 工作总结和展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参考文献