[發明專利]一種基于公式的時間戳動態調整并發控制方法

在審

• 申請號: 201410605770.9
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104317944A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 袁立言;遲巖
• 申請（專利權）人: 上海實方軟件有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明屬于數據庫技術領域，具體提出了一種基于公式的時間戳動態調整并發控制方法。通過本發明提出的并發控制方法，可以實現在大型通用數據庫中事務管理的事務ACID特性，即原子性，一致性，隔離性和持久性。取代了傳統的基于鎖的并發控制方法，避免了死鎖；也取代了傳統的多數據版本的并發控制方法，避免了大量中間結果的存儲，提高了事務的并發度和執行效率。

技術領域

本發明涉及數據庫技術領域，尤其涉及具有并發控制的數據庫管理系統。

背景技術

為了提高數據庫系統的吞吐率，數據庫允許多個用戶同時存取數據。但這樣就會產生多個用戶程序并發存取同一數據的情況，若對并發操作不加控制就可能會存取和存儲不正確的數據，所以數據庫管理系統必須提供并發控制。并發控制的好壞是衡量一個數據庫管理系統性能的重要標志之一。

并發控制是以事務(transaction)為單位進行的，事務是數據庫的邏輯工作單位，它是用戶定義的一組操作序列。一個事務可以是一組SQL語句、一條SQL語句或整個程序。并發控制應該保證事務具有4種屬性：原子性、一致性、隔離性和持久性，即ACID特性。事務的原子性保證事務包含的一組更新操作是原子不可分的，也就是說這些操作是一個整體，對數據庫而言全做或者全不做，不能部分的完成。一致性要求事務執行完成后，將數據庫從一個一致狀態轉變到另一個一致狀態。它是一種以一致性規則為基礎的邏輯屬性。隔離性意味著一個事務的執行不能被其他事務干擾。即一個事務內部的操作及使用的數據對并發的其他事務是隔離的，并發執行的各個事務之間不能互相干擾。系統提供的持久性保證要求一旦事務提交，那么對數據庫所做的修改將是持久的，無論發生何種機器和系統故障都不應該對其有任何影響。

并發控制協議通常分成悲觀并發控制，樂觀并發控制兩種類型。悲觀并發控制采用鎖的機制，通過鎖定阻止用戶以影響其它用戶的方式修改數據。如果用戶執行的操作導致應用了某個鎖，則直到這個鎖的所有者釋放該鎖，其它用戶才能執行與該鎖沖突的操作。樂觀并發控制采用檢查的辦法，在事務提交階段進行檢查，回滾具有沖突的事務。

目前大型通用數據庫普遍采用悲觀并發控制，具體是兩階段鎖的協議。兩段封鎖協議規定：①在對任何數據進行讀、寫操作之前，事務首先要獲得對該數據的封鎖，而且②在釋放一個封鎖之后，事務不再獲得任何其他封鎖。所謂“兩段”鎖的含義是，事務分為兩個階段，第一階段是獲得封鎖，也稱為擴展階段，第二階段是釋放封鎖，也稱為收縮階段。也有少數數據庫支持樂觀并發控制，具體是多數據版本的協議。即通過記錄同一數據不同的版本來保存不同事務的更新。在提交檢查通過后，對數據庫進行相應更新。

現有技術的問題或不足：

1.基于鎖的并發控制方法，會造成死鎖，雖然可以通過死鎖的監測方法，回滾造成死鎖的相關事務，但這降低了整個系統的效率。

2.基于鎖的并發控制方法難以應用在通過不共享的方式(share nothing)的分布式數據庫系統中，尤其是死鎖的監測更需要大量的交互，造成大量的系統開銷。

3.基于多數據版本的并發控制方法，消耗大量的存儲空間來存儲多版本的數據，雖然可以通過各種優化的方法，提高存儲的效率，但無法改變存儲多版本數據需要大量存儲空間的問題本質。

4.基于多數據版本的并發控制方法，需要按照時間戳的靜態順序，提交事務。造成了額外的等待時間，降低了整個系統得效率。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明旨在提供一種不會死鎖，且無需大量儲存空間的具有并發控制方法。

具體技術方案如下：

一種基于公式的時間戳動態調整并發控制方法，包括：

時間戳生成模塊，用以對每個到達的事務操作生成唯一的時間戳；