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XML事务模型及并发控制研究

2020-11-23阅读(730)

XML事务模型及并发控制研究

论文摘要

随着互联网技术的发展,XML已经成为数据表达和交换的新标准。各行各业都积极采用XML格式表示其数据和信息,借助于XML,Web正逐步转化为一个巨大的数据库。由于XML信息量的剧增,对XML信息管理技术的需求也就应运而生。为此,传统的数据库厂商纷纷提供各种支持XML数据的扩展和插件,同时,为XML数据管理量身打造的XML原生数据库系统也不断涌现。其中XML原生数据库在处理层次关系丰富、结构化程度不高的应用时具有独特的优势,在近几年得到了研究者的广泛关注。然而,从数据库的角度,现有的XML原生数据库产品还远非完善。对数据更新的支持不足一直是其最大的弱项之一,XML原生数据库系统中的XML事务处理及并发控制技术亟待加强。 目前关于XML事务处理的研究尚处于起步阶段,虽然有一些研究人员已经提出了一些并发控制协议,但仍缺乏一个成熟的事务模型,本文提出的通用的XML事务模型正解决了这一问题。该模型使用一致的操作模型统一了对DOM、XPath和路径索引检索等XML常用访问模式。同时,针对XML应用对节点次序的要求不同,本文首次明确提出了强弱两类可串行性概念。借助于这一操作模型和强弱可串行性概念,就在理论上统一了对XML文档的并发控制和对路径索引的并发控制。因此,本文提出的模型无论在完整性还是通用性上都在现有的工作基础上有很大提高。对XML调度器的实现及各类操作冲突检测的复杂度,本文也都做了深入细致的分析。根据分析的结果,本文提取出一个既能保证实现有效性,又能充分利用XML操作语义信息的XML核心操作模型。这些工作为文本后续研究奠定了艰实的基础。 基于本文提出的XML事务模型、操作模型与可串行化理论,本文提出了两个充分利用了XML核心操作语义的协议:MSPX-w和MSPX-s,分别实现了弱可串行性和强可串行性。MSPX系列协议结合了多版本并发控制和语义并发控制两个技术的优点,使用路径锁、区域路径锁等技术最大限度的提高了系统并发度。同时,得益于本文对XML调度器实现复杂性的分析,MSPX系列协议在设计时就立足于对XML核心操作模型的处理,保证了协议的运行效率。 最后,针对XML并发控制协议中加锁操作过多,锁粒度过细的问题,并充分利用了XML数据层次关系丰富的特点,本文提出了自适应粒度锁调度器技

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究目的与意义
  • 1.2 XML基础及相关标准
  • 1.3 XML数据管理
  • 1.4 本文组织
  • 第二章 并发控制理论及XML并发控制
  • 2.1 传统并发控制理论
  • 2.1.1 并发控制理论基础
  • 2.1.2 单版本并发控制
  • 2.1.3 多版本并发控制
  • 2.1.4 经典并发控制协议总结
  • 2.1.5 关系数据库中的并发控制技术
  • 2.1.6 基于语义的并发控制
  • 2.1.7 关系数据库产品中的并发控制协议
  • 2.2 XML并发控制
  • 2.2.1 基于实例加锁的XML并发控制
  • 2.2.2 基于路径索引的XML并发控制
  • 2.2.3 其它XML并发控制策略
  • 2.2.4 XML原生数据库产品中的并发控制技术
  • 2.3 小结
  • 第三章 面向语义的XML事务模型
  • 3.1 XML事务处理数据模型
  • 3.2 XML通用操作模型
  • 3.2.1 访问操作模型
  • 3.2.2 更新操作模型
  • 3.3 事务模型
  • 3.4 XML事务可串行性
  • 3.4.1 XML事务弱可串行性
  • 3.4.2 XML事务强可串行性
  • 3.5 冲突检测
  • 3.5.1 次序无关操作冲突检测
  • 3.5.2 次序相关操作冲突检测
  • 3.6 XML核心操作模型
  • 3.6.1 访问操作模型
  • 3.6.2 位置条件的简化处理
  • 3.7 索引检索
  • 3.8 相关工作
  • 3.9 小结
  • 第四章 MSPX:多版本语义并发控制协议
  • 4.1 准备工作
  • 4.2 MSPX协议
  • 4.2.1 只读事务协议
  • 4.2.2 MSPX-w:弱可串行化协议
  • 4.2.3 MSPX-s:强可串行化协议
  • 4.3 其它实现细节
  • 4.4 实验
  • 4.4.1 实验环境
  • 4.4.2 MPX:多版本并发控制协议
  • 4.4.3 协议变体
  • 4.4.4 弱可串行性实验结果
  • 4.4.5 强可串行性实验结果
  • 4.4.6 实验结果概述
  • 4.5 相关工作
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 自适应粒度锁调度器
  • 5.1 基于子树锁的“按需锁降格”调度器
  • 5.1.1 基本调度器
  • 5.1.2 子树锁与子树意向锁
  • 5.1.3 基于子树锁的“按需锁降格”调度算法
  • 5.1.4 事务本地锁及其它实现问题
  • 5.2 自学习——减少降格开销
  • 5.2.1 算法运行示例
  • 5.3 通用“按需锁降格”理论模型及算法
  • 5.3.1 包含关系
  • 5.3.2 锁对象冲突关系的确定
  • 5.3.3 “按需锁降格”通用算法
  • 5.3.4 层次关系与意向锁
  • 5.3.5 “按需锁降格”调度器具体化基本过程
  • 5.4 实验
  • 5.4.1 实验环境
  • 5.4.2 配置a实验结果
  • 5.4.3 其它配置实验结果
  • 5.4.4 实验结果概述
  • 5.5 相关工作
  • 5.6 小结
  • 第六章 结论与未来的工作
  • 6.1 本文工作
  • 6.1.1 建立通用XML事务模型及XML调度器实现复杂性分析
  • 6.1.2 多版本语义并发控制协议
  • 6.1.3 自适应粒度锁调度器
  • 6.2 未来工作展望
  • 论文说明
  • 致谢

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