[發明專利]一種分布式數據庫系統中分布式事務的處理方法

有效

• 申請號: 202010046437.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111209093B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 郭華;周烜;蔡樂;俞文謙;蔡鵬
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G06F9/46
• 分類號: G06F9/46;G06F9/52;G06F16/27
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發明公開了一種分布式數據庫系統中分布式事務的處理方法，基于對現有嚴格兩階段封鎖協議和兩階段提交協議的分析，為了克服分布式事務執行過程中持鎖時間過長的影響，本發明在兩階段提交協議中事務準備階段，提前釋放了鎖資源，通過維護事務的提交依賴關系信息，確定事務的提交和回滾的順序，避免事務異常的發生，保證了事務的正確性。本發明有效地縮減了分布式事務持有鎖的時間，減少了事務之間的沖突率，提高了事務處理性能。

技術領域

本發明涉及數據庫技術領域，具體涉及一種分布式數據庫系統中分布式事務的處理方法。

背景技術

隨著業務規模的不斷增大，集中式數據庫系統已經難以通過擴展來滿足業務事務處理的性能需求。分布式數據庫系統是構建在分布式集群上的數據庫系統，能夠通過將數據切分到多個節點上的方式實現事務處理性能的擴展。當一個事務處理涉及到多個節點時，會成為分布式事務。為了保證分布式事務的原子性、一致性、隔離性、持久性(ACID)，分布式數據庫系統需要在節點之間通過多次網絡交互進行必要的同步。然而目前數據在網絡中傳輸速度相差本地處理速度十倍以上，成為了分布式事務時延過高的主要原因。

現有技術中，為保證分布式事務執行的正確性，通常采用嚴格兩階段封鎖(StrictTwo-Phase Locking，簡稱S2PL)和兩階段提交(Two-Phase Commit，簡稱2PC)協議。嚴格兩階段封鎖協議的執行流程：增長階段，事務可以獲取鎖，但不能釋放鎖；收縮階段，事務可以釋放鎖，但不能獲取新鎖，并且要求事務提交或中止之前不能釋寫鎖；兩階段提交協議的執行流程：準備階段，事務管理器節點請求各個資源管理器對是否提交該事務繼續投票，資源管理器節點必須做出響應；執行階段，事務管理器節點依據投票結果向各個資源管理器節點發送事務提交與否的最終決議，資源管理器節點執行這個決議并返回確認信息。

上述現有技術中，存在如下缺陷：兩階段提交協議的執行需要多次耗時的網絡交互，期間鎖被事務持續持有，這增加了事務之間沖突的可能性，降低了事務的吞吐量，特別是在高沖突的負載下，這種影響尤為顯著；為了提升容錯能力，分布式數據庫通常為數據維護多個副本，副本之間的同步會進一步延長鎖的持有時間，事務處理的性能嚴重衰退。

發明內容

本發明的目的是為了克服分布式事務執行過程中持鎖時間過長的影響而提出的一種分布式數據庫系統中分布式事務的處理方法，該方法能夠縮短分布式事務持鎖時間，降低事務之間沖突的可能性，從而提升事務處理的性能。

實現本發明目的的具體技術方案是：

一種分布式數據庫系統中分布式事務的處理方法，該方法包括以下具體步驟：

步驟1：事務數據訪問

以讀/寫鎖模式對記錄加鎖，檢查最新更新該記錄的事務是否為已經提交或已經中止，若所述事務為已經提交或已經中止，則繼續執行事務，若所述事務不為已經提交或已經中止，則將該事務加入到當前事務的輸出依賴集合，并將當前事務的輸入依賴數加一；

步驟2：事務準備

事務以提前寫/提前讀模式對本事務的寫集合與讀集合中的記錄加鎖，檢查當前事務的輸入依賴數是否為零或狀態為中止，若當前事務為零或狀態為中止，繼續執行當前事務，若當前事務不為零或狀態為中止，則一直阻塞當前事務；

檢查當前事務是否狀態為中止或違反隔離性，若當前事務為中止狀態或違反隔離性，則回復事務管理器反對提交的消息，若當前事務不為中止狀態且不違反隔離性，則對當前事務寫集合和讀集合中的記錄解鎖并回復事務管理器同意提交的消息；

步驟3：事務提交

檢查當前事務是否可以提交，若當前事務可以提交，則執行事務提交，將當前事務的所有輸出依賴事務的輸入依賴數減一，設置當前事務的狀態為已提交，回復事務管理器確認提交的消息；

步驟4：事務回滾