分布式數(shù)據(jù)庫

1、Silberschatz, Korth and Sudarshan19.1Database System Concepts1n同質(zhì)與異質(zhì)數(shù)據(jù)庫n分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)n分布式事務(wù)n提交協(xié)議n分布式數(shù)據(jù)庫中的并發(fā)控制n可用性n分布式查詢處理n異質(zhì)分布式數(shù)據(jù)庫n目錄系統(tǒng)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.2Database System Concepts2n分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由松散耦合的不共享物理組件的站點(diǎn)組成n每個(gè)站點(diǎn)上運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相互獨(dú)立n事務(wù)可以存取一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.3Database

2、System Concepts3n在同質(zhì)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中所有站點(diǎn)都有相同的軟件所有站點(diǎn)相互知曉并可以合作處理用戶請求每個(gè)站點(diǎn)因不能改變模式和軟件而喪失部分自治性在用戶看來是單個(gè)系統(tǒng)n在異質(zhì)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中不同站點(diǎn)可用不同模式和軟件模式差異是查詢處理中的主要問題軟件差異是事務(wù)處理中的主要問題站點(diǎn)可能相互不知曉，并且在事務(wù)處理中只能提供有限的合作手段Silberschatz, Korth and Sudarshan19.4Database System Concepts4n假設(shè)使用關(guān)系數(shù)據(jù)模型n復(fù)制系統(tǒng)維護(hù)存儲(chǔ)在不同站點(diǎn)的數(shù)據(jù)副本, 以提供快速查詢和容錯(cuò).n分片關(guān)系分割成若干片段存儲(chǔ)于不同

3、站點(diǎn)n復(fù)制與分片可以結(jié)合關(guān)系分割成若干片段; 系統(tǒng)又為每個(gè)片段維護(hù)多個(gè)完全相同的副本.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.5Database System Concepts5n復(fù)制復(fù)制是指將一個(gè)關(guān)系或關(guān)系片斷冗余存儲(chǔ)在兩個(gè)以上場地上.n全復(fù)制全復(fù)制一個(gè)關(guān)系是指將該關(guān)系存儲(chǔ)在所有場地上.n全冗余的數(shù)據(jù)庫是指每個(gè)場地都包含有整個(gè)數(shù)據(jù)庫的一個(gè)拷貝.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.6Database System Concepts6n復(fù)制的優(yōu)點(diǎn)可用性可用性: 如果關(guān)系r 有副本, 則包含r 的場地發(fā)生故障時(shí)不會(huì)導(dǎo)致r 不可用.

4、并行性并行性: 對r 的查詢可由多個(gè)節(jié)點(diǎn)并行處理.減少數(shù)據(jù)傳輸減少數(shù)據(jù)傳輸: 在包含關(guān)系r 副本的場地上可以本地訪問.n復(fù)制的缺點(diǎn)更新代價(jià)增加: 關(guān)系 r 的每個(gè)副本都必須更新.并發(fā)控制的復(fù)雜性增加: 除非實(shí)現(xiàn)特殊的并發(fā)控制機(jī)制, 否則對不同副本的并發(fā)更新可能導(dǎo)致不一致數(shù)據(jù).一種解決方法: 選擇一個(gè)拷貝作為主副本主副本并且對主副本實(shí)施并發(fā)控制操作.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.7Database System Concepts7n將關(guān)系 r 劃分成片斷r1, r2, , rn , 并且有足夠的信息重構(gòu)關(guān)系r.n水平分片水平分片: r 的每個(gè)元組都被分配

5、到一個(gè)或多個(gè)片斷中n垂直分片垂直分片: 關(guān)系r 的模式分解成若干較小模式所有模式都需包含一公共的候選鍵 (或超鍵)以便確保無損連接性質(zhì).可以為每個(gè)模式加入一個(gè)特殊屬性tuple-id (元組標(biāo)識(shí))來作為候選鍵.n例如: 設(shè)關(guān)系 account 具有下面的模式Account-schema = (branch-name, account-number, balance)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.8Database System Concepts8branch-nameaccount-numberbalanceHillsideHillsideHillsi

6、deA-305A-226Account1=branch-name=“Hillside”(account)branch-nameaccount-numberbalanceValleyviewValleyviewValleyviewValleyviewA-177A-402A-408A-639205100001123750account2=branch-name=“Valleyview”(account)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.9Database System Concepts9branch-namecustomer-name

7、tuple-idHillsideHillsideValleyviewValleyviewHillsideValleyviewValleyviewLowmanCampCampKahnKahnKahnGreendeposit1=branch-name, customer-name, tuple-id(employee-info)1234567account numberbalancetuple-id500336205100006211237501234567A-305A-226A-177A-402A-155A-408A-639deposit2=account-number, balance, tu

8、ple-id(employee-info)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.10Database System Concepts10n水平:允許對關(guān)系的各片斷做并行處理關(guān)系劃分時(shí)可使元組分配到最頻繁使用該元組的場地上n垂直: 分解屬性時(shí)可使不同屬性存儲(chǔ)在最頻繁使用的場地上tuple-id 屬性使得垂直片斷之間可以高效連接允許對關(guān)系作并行處理n水平與垂直分片可以混合.可以連續(xù)進(jìn)行分片到任意深度.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.11Database System Concepts11n數(shù)據(jù)透明性數(shù)據(jù)透明性: 分布式數(shù)據(jù)庫

9、系統(tǒng)的用戶不必知曉有關(guān)數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)以及存儲(chǔ)在哪里的細(xì)節(jié)的程度n考慮下列透明性問題:分片透明性復(fù)制透明性位置透明性Silberschatz, Korth and Sudarshan19.12Database System Concepts121. 每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)必須具有系統(tǒng)范圍內(nèi)的唯一名字.2. 應(yīng)能高效地找到數(shù)據(jù)項(xiàng)的位置.3. 應(yīng)能透明地改變數(shù)據(jù)項(xiàng)的位置.4. 每個(gè)場地應(yīng)能自主地創(chuàng)建新數(shù)據(jù)項(xiàng).Silberschatz, Korth and Sudarshan19.13Database System Concepts13n結(jié)構(gòu):名字服務(wù)器分配所有名字各場地維護(hù)本地?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的記錄場地詢問名字服務(wù)器來查找

10、非本地?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)n優(yōu)點(diǎn):滿足命名準(zhǔn)則1-3n缺點(diǎn):不滿足命名準(zhǔn)則 4名字服務(wù)器是潛在的性能瓶頸名字服務(wù)器是single point of failure (即它的故障可導(dǎo)致所有場地不能繼續(xù)運(yùn)行)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.14Database System Concepts14n相對于集中式方案的另一種方案: 各場地將它自己的場地標(biāo)識(shí)作為它所生成的所有名字的前綴. 例如site17.account既達(dá)到了唯一標(biāo)識(shí)的目的, 又避免了集中控制帶來的問題.但是, 不具有網(wǎng)絡(luò)透明性.n解決方法: 為數(shù)據(jù)項(xiàng)創(chuàng)建別名別名集合; 在每個(gè)場地上保存從別名到真名的映射.n

11、用戶可以不知道數(shù)據(jù)項(xiàng)的物理位置, 并且當(dāng)數(shù)據(jù)項(xiàng)從一個(gè)場地移到另一場地時(shí)不受影響.Copyright: Silberschatz, Korth and Sudarhan15Silberschatz, Korth and Sudarshan19.16Database System Concepts16n事務(wù)可以存取多個(gè)場地上的數(shù)據(jù).n每個(gè)場地有一個(gè)本地事務(wù)管理器, 負(fù)責(zé):維護(hù)用于恢復(fù)目的的日志參與協(xié)調(diào)在本地執(zhí)行的事務(wù)的并發(fā).n每個(gè)場地還有一個(gè)事務(wù)協(xié)調(diào)器, 負(fù)責(zé):啟動(dòng)本地發(fā)起的事務(wù).將子事務(wù)分配到適當(dāng)場地執(zhí)行.協(xié)調(diào)本地發(fā)起事務(wù)的終止過程, 使事務(wù)在所有場地上提交或夭折.Silberschatz, K

12、orth and Sudarshan19.17Database System Concepts17Silberschatz, Korth and Sudarshan19.18Database System Concepts18n分布式系統(tǒng)特有的故障:場地故障丟失消息由網(wǎng)絡(luò)傳輸控制協(xié)議處理, 如 TCP-IP通信連接故障由網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理, 通過其他路徑傳送消息網(wǎng)絡(luò)分割網(wǎng)絡(luò)分割當(dāng)網(wǎng)絡(luò)被分裂成兩個(gè)或更多相互不連通的子系統(tǒng)時(shí)稱為網(wǎng)絡(luò)分割網(wǎng)絡(luò)分割 注意: 子系統(tǒng)可能由單個(gè)節(jié)點(diǎn)組成n網(wǎng)絡(luò)分割和場地故障一般是不可分辨的.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.19Databas

13、e System Concepts19n提交協(xié)議用于確?？鐖龅氐脑有栽诙鄠€(gè)場地上執(zhí)行的事務(wù)必須要么在所有場地上都提交, 要么在所有場地上都夭折.事務(wù)在一個(gè)場地上提交而在另一個(gè)場地上夭折是不可接受的n兩階段提交 (2PC)協(xié)議被廣泛使用n三階段提交 (3PC)協(xié)議更復(fù)雜且更昂貴, 但可以避免兩階段提交協(xié)議的某些缺陷.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.20Database System Concepts20n假定采用fail-stop模型 故障場地簡單地停止工作, 不會(huì)導(dǎo)致任何其他害處, 如向其他場地發(fā)送不正確的消息之類.n協(xié)議的執(zhí)行是由協(xié)調(diào)者在到達(dá)事務(wù)的最

14、后一步之后開始的.n協(xié)議涉及事務(wù)執(zhí)行所位于的全體局部場地n令T 是在場地Si 上開始的一個(gè)事務(wù), Si 上的事務(wù)協(xié)調(diào)者是CiSilberschatz, Korth and Sudarshan19.21Database System Concepts21n協(xié)調(diào)者要求所有參與者準(zhǔn)備提交事務(wù)T.Ci 在日志中加入記錄 并將日志強(qiáng)制寫入穩(wěn)定存儲(chǔ)器向所有T 執(zhí)行的場地發(fā)送 prepare T 消息n收到消息后, 參與場地上的事務(wù)管理器確定它是否能提交該事務(wù)如果不能, 在日志中加入記錄 并向Ci 發(fā)送abort T 消息如果事務(wù)可以提交, 則:在日志中加入記錄 將T 的所有記錄強(qiáng)制寫入穩(wěn)定存儲(chǔ)器向Ci 發(fā)

15、送ready T 消息Silberschatz, Korth and Sudarshan19.22Database System Concepts22n如果Ci 從所有參與場地都收到了ready T 消息, 則T 可以提交; 否則T 必須夭折.n協(xié)調(diào)者向日志加入決定記錄或, 并將記錄強(qiáng)制寫入穩(wěn)定存儲(chǔ)器. 一旦記錄寫入穩(wěn)定存儲(chǔ)器即不可取消(即使發(fā)生故障)n協(xié)調(diào)者向每個(gè)參與者發(fā)消息通知該決定 (提交或夭折)n參與者在本地執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮?Silberschatz, Korth and Sudarshan19.23Database System Concepts23當(dāng)場地Sk 恢復(fù)時(shí), 它檢查日志以確

16、定故障發(fā)生時(shí)激活事務(wù)的命運(yùn).n若日志包含記錄: 場地執(zhí)行redo (T)n若日志包含記錄: 場地執(zhí)行undo (T)n若日志包含記錄: 場地必須咨詢Ci 以確定T 的命運(yùn).若T 提交, 執(zhí)行redo (T)若T 夭折, 執(zhí)行undo (T)n若日志不包含任何涉及T 的控制記錄意味著 Sk 在響應(yīng)來自Ci 的prepare T 消息之前就出故障了由于Sk 的故障導(dǎo)致了未響應(yīng), C1 必須夭折 TSk 必須執(zhí)行undo (T)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.24Database System Concepts24n若協(xié)調(diào)者在執(zhí)行T 的提交協(xié)議過程中發(fā)生故障,

17、 則必須由參與場地決定 T 的命運(yùn):H如果某個(gè)激活場地的日志中包含 記錄, 則T 必須提交.H如果某個(gè)激活場地的日志中包含 記錄, 則T 必須夭折.H如果某個(gè)激活場地的日志中沒有 記錄, 則發(fā)生故障的協(xié)調(diào)者 Ci 不可能決定提交T, 從而可以夭折T.H如果以上情況都不是, 則所有激活場地的日志中都必有記錄, 但沒有其他控制記錄(如 或 ). 這時(shí)激活場地必須等待Ci 恢復(fù)來達(dá)成決定.1.阻塞問題阻塞問題: 激活場地可能不得不等待故障協(xié)調(diào)者的恢復(fù).Silberschatz, Korth and Sudarshan19.25Database System Concepts25n如果協(xié)調(diào)者與所有參與

18、者保持在同一個(gè)分區(qū)中, 則故障對提交協(xié)議沒有影響.n如果協(xié)調(diào)者與參與者屬于多個(gè)分區(qū):不與協(xié)調(diào)者同分區(qū)的場地認(rèn)為協(xié)調(diào)者發(fā)生故障, 并執(zhí)行處理協(xié)調(diào)者故障的協(xié)議.這不會(huì)導(dǎo)致?lián)p害, 但場地可能仍需等待來自協(xié)調(diào)者的決定.n協(xié)調(diào)者視其他分區(qū)的參與者為故障, 遵循通常的提交協(xié)議.同樣者不會(huì)導(dǎo)致?lián)p害Silberschatz, Korth and Sudarshan19.26Database System Concepts26n疑問事務(wù)疑問事務(wù)有, 但既沒有也沒有 日志記錄.n恢復(fù)場地必須通過聯(lián)系其他場地來決定這種事務(wù)的提交-夭折狀態(tài); 這使恢復(fù)變慢甚至有可能阻塞恢復(fù).n恢復(fù)算法可以在日志中注上鎖信息.用取代,

19、 其中 L = 寫入日志時(shí)T 所持有的鎖的列表 (讀鎖可省略).對每個(gè)疑問事務(wù)T, 重新獲得日志記錄 中標(biāo)注的所有鎖.n重新獲得鎖之后, 事務(wù)處理可以恢復(fù); 疑問事務(wù)的提交或回滾與新事務(wù)可并發(fā)執(zhí)行.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.27Database System Concepts27n假設(shè):沒有網(wǎng)絡(luò)分割任何時(shí)候至少有一個(gè)場地必須運(yùn)行.最多 K個(gè)場地(參加者或協(xié)調(diào)者)可以故障n第一階段: 達(dá)成預(yù)備決定: 與 2PC 第一階段相同.如果被指令的話, 每個(gè)場地都準(zhǔn)備提交n2PC的第二階段分割成兩個(gè)階段, 即3PC的第二階段和第三階段在第二階段, 協(xié)調(diào)者同在2

20、PC中一樣作出決定(稱為提交前決定)并在多個(gè)(至少為 K)場地上記錄此決定在第三階段, 協(xié)調(diào)者發(fā)送提交/夭折消息給所有參加者場地,n在3PC下, 即使協(xié)調(diào)者故障, 知道了提交前決定也可以用來提交只要少于K個(gè)場地故障就可避免阻塞問題n缺點(diǎn): 高開銷實(shí)際中可能不能滿足假設(shè)前提n不做進(jìn)一步研究Silberschatz, Korth and Sudarshan19.28Database System Concepts28n跨多站點(diǎn)的單個(gè)事務(wù)之概念對許多應(yīng)用來說不合適例如跨越組織邊界的事務(wù)沒有組織會(huì)允許外部事務(wù)阻塞本地事務(wù)一個(gè)不確定的時(shí)間段n一個(gè)替換模型通過發(fā)送消息來執(zhí)行事務(wù)處理消息的代碼必須小心設(shè)計(jì)以

21、確保更新的原子性和持久性性質(zhì)隔離性不能保證, 因?yàn)橹虚g階段可見, 但代碼必須確保不會(huì)因并發(fā)而導(dǎo)致不一致狀態(tài)持久消息系統(tǒng)是對消息提供事務(wù)性質(zhì)的系統(tǒng)能確保消息僅發(fā)送一次稍后討論實(shí)現(xiàn)技術(shù)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.29Database System Concepts29n促動(dòng)例: 兩家銀行間的資金轉(zhuǎn)帳兩階段提交具有阻塞對資金轉(zhuǎn)帳中涉及的帳戶的更新的潛在可能替換解決方案:將來自源帳戶的款項(xiàng)記入借方并發(fā)送一個(gè)消息給其他站點(diǎn)站點(diǎn)接受消息并記入目標(biāo)帳戶的貸方消息機(jī)制早就用于分布式事務(wù)(甚至在計(jì)算機(jī)發(fā)明以前!)n原子性問題一旦發(fā)送消息的事務(wù)提交, 該消息必須確保能被

22、送到只要目標(biāo)站點(diǎn)活著并可達(dá)就要確保, 還必須有處理不可送達(dá)消息的代碼 例如將款項(xiàng)記回源帳戶的貸方. 如果發(fā)送事務(wù)夭折, 消息就不能發(fā)送Silberschatz, Korth and Sudarshan19.30Database System Concepts30n處理消息的代碼必須考慮各種故障情形例如如果目標(biāo)帳戶不存在, 失敗消息必須送回到源站點(diǎn)當(dāng)從目標(biāo)站點(diǎn)接收到失敗消息, 或者目標(biāo)站點(diǎn)本身不存在, 款項(xiàng)必須存回源帳戶如果源帳戶關(guān)閉又有問題 需要人來處理問題n利用2PC執(zhí)行事務(wù)處理的用戶代碼不必處理這種故障n在很多場合下, 付出額外努力進(jìn)行錯(cuò)誤處理換來消除阻塞的好處是值得的例如跨組織的事務(wù)Si

23、lberschatz, Korth and Sudarshan19.31Database System Concepts31n工作流工作流提供一個(gè)涉及多站點(diǎn)以及可能需要人工處理某些步驟的事務(wù)處理的一般模型例如當(dāng)銀行接收一個(gè)貸款申請, 它可能需要聯(lián)系外部信用檢查機(jī)構(gòu)獲得一個(gè)或多個(gè)經(jīng)理的批準(zhǔn) 然后才能對貸款申請作出反應(yīng)我們在第24章討論工作流持久消息機(jī)制形成了分布式環(huán)境中工作流的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.32Database System Concepts32n發(fā)送站點(diǎn)協(xié)議發(fā)送站點(diǎn)協(xié)議H發(fā)送事務(wù)寫消息到一特殊關(guān)系messages-to-send

24、. 該消息獲得一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符.H寫此關(guān)系處理為與任何其他更新相同, 若事務(wù)夭折則取消. H該消息上的鎖保持到發(fā)送事務(wù)提交H消息傳送進(jìn)程監(jiān)控關(guān)系messages-to-sendH當(dāng)發(fā)現(xiàn)有新消息, 該消息被送往其目的地H當(dāng)從目的地收到確認(rèn), 該消息從messages-to-send 中刪除H如果經(jīng)過一段時(shí)間還沒有收到確認(rèn), 重發(fā)該消息H重復(fù)此過程直至收到確認(rèn)而刪除該消息, 或者系統(tǒng)在嘗試很長時(shí)間后確定該消息不可投送H重復(fù)發(fā)送保證了該消息的投送1. 只要目的地存在并且在合理時(shí)間內(nèi)可到達(dá)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.33Database System Conc

25、epts33n接受站點(diǎn)協(xié)議當(dāng)收到一條消息時(shí)4寫到關(guān)系received-messages 中, 如果還不存在的話(利用消息id做此檢查). 執(zhí)行寫的事務(wù)提交4發(fā)送確認(rèn)(連同消息id)給發(fā)送站點(diǎn).4在有重復(fù)消息時(shí)消息投送可能有很長延遲4 如果不小心可導(dǎo)致處理副本消息! 選擇1: 消息永遠(yuǎn)不從received-messages中刪除選擇2: 消息帶有時(shí)間戳4 比給定截止點(diǎn)更老的消息從received-messages中刪除1. 接受到的消息如果比截止點(diǎn)更老則丟棄Copyright: Silberschatz, Korth and Sudarhan34Silberschatz, Korth and S

26、udarshan19.35Database System Concepts35n修改并發(fā)控制方案以便可用于分布式環(huán)境.n我們假定每個(gè)場地都參與提交協(xié)議的執(zhí)行以確保全局事務(wù)的原子性.n我們假定任何數(shù)據(jù)項(xiàng)的所有副本都要更新以后會(huì)看到在場地故障的情況下如何放寬這條Silberschatz, Korth and Sudarshan19.36Database System Concepts36n系統(tǒng)維護(hù)一位于選定的單個(gè)場地上(如Si )的單個(gè)鎖管理器n當(dāng)一事務(wù)需要給數(shù)據(jù)項(xiàng)加鎖, 它將鎖請求發(fā)給Si , 鎖管理器決定是否可以立即批準(zhǔn)該請求如果是, 鎖管理器發(fā)消息給提出請求的場地如果不是, 請求被延遲直至可

27、被批準(zhǔn), 那時(shí)再發(fā)消息給初始場地Silberschatz, Korth and Sudarshan19.37Database System Concepts37n事務(wù)可從任意存有副本的場地讀數(shù)據(jù)項(xiàng).n寫必須對數(shù)據(jù)項(xiàng)的所有副本執(zhí)行n優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)簡單死鎖處理簡單n缺點(diǎn):瓶頸: 鎖管理器場地成為瓶頸脆弱: 系統(tǒng)因鎖管理器場地故障而變得脆弱.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.38Database System Concepts38n在這種方法中, 鎖的功能由每個(gè)場地上的鎖管理器實(shí)現(xiàn)鎖管理器控制對本地?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)的存取但對副本可使用特殊協(xié)議n優(yōu)點(diǎn): 工作被分布, 對故障魯棒

28、n缺點(diǎn): 死鎖檢測更復(fù)雜鎖管理器合作進(jìn)行死鎖檢測稍后詳及n此方法的若干變種主副本多數(shù)協(xié)議偏見協(xié)議法定數(shù)一致Silberschatz, Korth and Sudarshan19.39Database System Concepts39n選擇數(shù)據(jù)項(xiàng)的一個(gè)副本作為主副本主副本. 包含主副本的場地稱為該數(shù)據(jù)項(xiàng)的主場地主場地不同數(shù)據(jù)項(xiàng)可有不同的主場地n當(dāng)事務(wù)需要對數(shù)據(jù)項(xiàng)Q加鎖時(shí), 須在Q的主場地請求鎖.隱含地獲得了該數(shù)據(jù)項(xiàng)所有副本上的鎖n好處對復(fù)制數(shù)據(jù)的并發(fā)控制可類似于非復(fù)制數(shù)據(jù)來處理 實(shí)現(xiàn)簡單.n缺點(diǎn)若Q的主場地發(fā)生故障, Q 即不可存取, 即使其他包含Q的副本的場地還可訪問.Silberschat

29、z, Korth and Sudarshan19.40Database System Concepts40n各場地的本地鎖管理器管理對本場地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)項(xiàng)的加鎖和釋放鎖的請求.n當(dāng)事務(wù)要對存儲(chǔ)在場地Si 的非復(fù)制數(shù)據(jù)項(xiàng)Q加鎖時(shí), 則向Si 上的鎖管理器發(fā)消息.如果Q 上已有不兼容方式的鎖, 則該請求被延遲, 直至可以獲得.當(dāng)鎖請求被批準(zhǔn), 鎖管理器向請求者回發(fā)消息, 告知鎖請求已批準(zhǔn).Silberschatz, Korth and Sudarshan19.41Database System Concepts41n在復(fù)制數(shù)據(jù)的情況下若Q 在 n 個(gè)場地有副本, 則鎖請求必須發(fā)給其中一半以上的場地.

30、事務(wù)只有在多數(shù)含Q副本的場地上獲得了鎖才可對Q進(jìn)行操作.寫數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí), 事務(wù)對所有副本執(zhí)行寫操作.n好處即使某些場地不可用, 此方法仍有效稍后討論在場地故障時(shí)如何處理寫操作n缺點(diǎn)為處理加鎖請求需要發(fā)送2(n/2 + 1) 條消息, 為處理釋放鎖請求需要發(fā)送 (n/2 + 1) 條消息.即使對單個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)也可能死鎖 例如, 三個(gè)事務(wù)各獲得了三分之一的數(shù)據(jù)副本.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.42Database System Concepts42n各場地上的本地鎖管理器與多數(shù)協(xié)議相同, 但對共享鎖請求的處理不同于排他鎖請求.n共享鎖共享鎖. 當(dāng)事務(wù)需要鎖數(shù)據(jù)項(xiàng)

31、Q, 只需簡單地向一個(gè)有Q副本的場地上的鎖管理器請求即可.n排他鎖排他鎖. 當(dāng)事務(wù)需要鎖數(shù)據(jù)項(xiàng)Q, 需要向所有有Q副本的場地上的鎖管理器請求.n優(yōu)點(diǎn) - 讀讀操作開銷較小.n缺點(diǎn) - 寫寫操作帶來額外開銷Silberschatz, Korth and Sudarshan19.43Database System Concepts43n是對多數(shù)協(xié)議和偏見協(xié)議的一般化n賦予各場地一個(gè)權(quán)值.令S為所有場地的權(quán)值總和n選擇兩個(gè)值: 讀法定數(shù)Qr 和寫法定數(shù)Qw使得 Qr + Qw S 且 2 * Qw S對每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可分別選擇法定數(shù)和計(jì)算Sn每個(gè)讀操作必須對足夠的副本加鎖, 以使這些副本所在場地的權(quán)值之

32、和 = Qrn每個(gè)寫操作必須對足夠的副本加鎖, 以使這些副本所在場地的權(quán)值之和 = Qwn目前我們假定所有副本都要更新稍后介紹允許某些場地不可用的擴(kuò)展方法Silberschatz, Korth and Sudarshan19.44Database System Concepts44n基于時(shí)間戳的并發(fā)控制協(xié)議可用于分布式系統(tǒng)n每個(gè)事務(wù)必須賦予唯一時(shí)間戳n主要問題: 如何以分布式方式生成時(shí)間戳每個(gè)站點(diǎn)利用邏輯計(jì)數(shù)器或者局部時(shí)鐘生成唯一局部時(shí)間戳.全局唯一時(shí)間戳是通過拼接唯一局部時(shí)間戳與唯一標(biāo)識(shí)符而得到的.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.45Database

33、System Concepts45n時(shí)鐘慢的站點(diǎn)將賦予較小的時(shí)間戳仍然邏輯上正確: 不影響可串行化但是: “劣勢”事務(wù)n為了解決這個(gè)問題在每個(gè)站點(diǎn)Si 定義邏輯時(shí)鐘邏輯時(shí)鐘 (LCi), 它生成唯一局部時(shí)間戳每當(dāng)從具有時(shí)間戳的事務(wù)Ti (其中x大于LCi 的當(dāng)前值)收到請求,就要求Si 增加其邏輯時(shí)鐘.這時(shí), 站點(diǎn)Si 將其邏輯時(shí)鐘遞增到值x + 1.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.46Database System Concepts46n許多商用數(shù)據(jù)庫支持具有較弱級(jí)別一致性的數(shù)據(jù)復(fù)制 (即, 不保證可串行性)n例如: 主從復(fù)制主從復(fù)制: 更新在單個(gè)“主

34、”場地上執(zhí)行, 再傳播到“從”場地.傳播過程不是更新事務(wù)的一部分: 兩者是分離的可能事務(wù)提交后立即做可能周期性做在從場地只能讀數(shù)據(jù), 不能更新在任何遠(yuǎn)程場地都不需要獲得鎖對分布式信息尤其有用例如從中央辦公室到分支辦公室對從主數(shù)據(jù)庫脫機(jī)運(yùn)行只讀查詢也有用Silberschatz, Korth and Sudarshan19.47Database System Concepts47n復(fù)本應(yīng)該看見數(shù)據(jù)庫的一個(gè)事務(wù)一致的快照事務(wù)一致的快照即, 數(shù)據(jù)庫的一個(gè)狀態(tài)，該狀態(tài)反映了到達(dá)串行化次序中某一點(diǎn)時(shí)所有事務(wù)的所有效果, 而不反映任何后面事務(wù)的效果. n例如Oracle 提供了create snapsho

35、tcreate snapshot 語句來在遠(yuǎn)程場地創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)關(guān)系的快照可通過重新計(jì)算或者增量更新來刷新快照自動(dòng)刷新 (連續(xù)或周期性) 或人工刷新Silberschatz, Korth and Sudarshan19.48Database System Concepts48n在多主復(fù)制(也稱為update-anywhere復(fù)制)中, 更新可以針對任何復(fù)本, 并自動(dòng)傳播到所有復(fù)本分布式數(shù)據(jù)庫的基本模型, 其中事務(wù)不知道復(fù)制的細(xì)節(jié), 且數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將更新作為同一事務(wù)的一部分來傳播與兩階段提交結(jié)合許多系統(tǒng)支持惰性傳播惰性傳播, 其中更新是在事務(wù)提交后傳播的即使某些場地與網(wǎng)絡(luò)斷開仍允許更新發(fā)生, 但代

36、價(jià)是一致性不能保證Silberschatz, Korth and Sudarshan19.49Database System Concepts49n惰性傳播的兩種方法對任何復(fù)本的更新被翻譯成對主場地的更新, 然后再傳播給所有復(fù)本對數(shù)據(jù)項(xiàng)的更新串行排序但事務(wù)可能讀到數(shù)據(jù)項(xiàng)的舊值并用來執(zhí)行一個(gè)更新, 導(dǎo)致非可串行化更新可在任何復(fù)本執(zhí)行并傳播到其他所有復(fù)本帶來更多的可串行化問題: 同一數(shù)據(jù)項(xiàng)可能在多個(gè)場地上并發(fā)更新!n沖突檢測是個(gè)問題當(dāng)更新被傳播到其他場地時(shí)可以檢測到某些由缺少分布式并發(fā)控制引起的沖突 (參見 23.5.4)n沖突消解很亂消解可能需要已提交事務(wù)被回滾破壞了事務(wù)的永久性也許不可能自動(dòng)消

37、解, 需要人工干預(yù)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.50Database System Concepts50考慮下列兩個(gè)事務(wù)及執(zhí)行過程, 設(shè)數(shù)據(jù)項(xiàng)X和事務(wù)T1 在場地1, 數(shù)據(jù)項(xiàng)Y 和事務(wù)T2 在場地2:T1: write (X)write (Y)T2: write (Y)write (X)X-lock on Xwrite (X)X-lock on Ywrite (Y)wait for X-lock on XWait for X-lock on Y結(jié)果: 發(fā)生了在各場地局部都無法檢測到的死鎖Silberschatz, Korth and Sudarshan

38、19.51Database System Concepts51n構(gòu)造全局等待圖并維護(hù)在單一站點(diǎn): 死鎖檢測協(xié)調(diào)器真實(shí)圖: 真實(shí)但未知的系統(tǒng)狀態(tài).構(gòu)造圖: 由控制器在執(zhí)行其算法過程中生成的近似.n可在下列情況構(gòu)造全局等待圖:在局部等待圖中插入或刪除了一條新邊.局部等待圖中發(fā)生了許多改變.協(xié)調(diào)器需要調(diào)用圈檢測算法時(shí).n如果協(xié)調(diào)器找到了圈, 就選擇一個(gè)犧牲品并通知所有站點(diǎn). 站點(diǎn)回滾犧牲品事務(wù).Silberschatz, Korth and Sudarshan19.52Database System Concepts52局部全局Silberschatz, Korth and Sudarshan19.

39、53Database System Concepts53初始狀態(tài):Silberschatz, Korth and Sudarshan19.54Database System Concepts54n假設(shè)從圖中狀態(tài)開始,1. T2 釋放S1資源導(dǎo)致從S1上的事務(wù)管理器向協(xié)調(diào)者發(fā)送刪除信息T1 T2 消息2. 然后T2 請求由T3持有的S2資源導(dǎo)致S2向協(xié)調(diào)者發(fā)送增加信息T2 T3 消息n進(jìn)一步假設(shè)插入消息在刪除消息之前到達(dá)由于網(wǎng)絡(luò)延遲這是可能發(fā)生的n協(xié)調(diào)者將發(fā)現(xiàn)一個(gè)假循環(huán)T1 T2 T3 T1上面這個(gè)循環(huán)實(shí)際上從未存在.n如果采用兩階段鎖, 則假循環(huán)不可能發(fā)生.Silberschatz, Kort

40、h and Sudarshan19.55Database System Concepts55n當(dāng)發(fā)生死鎖并選擇了犧牲品時(shí), 同時(shí)有一個(gè)事務(wù)由于與死鎖無關(guān)的原因而夭折, 這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)不必要的回滾.n全局等待圖中的假循環(huán)可導(dǎo)致不必要的回滾; 但假循環(huán)的可能性很低.Copyright: Silberschatz, Korth and Sudarhan56Silberschatz, Korth and Sudarshan19.57Database System Concepts57n高可用性: 系統(tǒng)完全不可用的機(jī)會(huì)極低 (例如99.99% 的可用性) n魯棒性: 即使有部件故障而系統(tǒng)仍可工作的能力n在

41、大型分布式系統(tǒng)中更可能發(fā)生故障n為達(dá)到魯棒性, 分布式系統(tǒng)必須檢測故障重新配置系統(tǒng)以使計(jì)算能繼續(xù)當(dāng)場地或連接修復(fù)時(shí)能恢復(fù)/重整合n故障檢測: 分辨連接故障和場地故障很困難(部分) 解決方法: 使用多條連接, 多個(gè)連接故障意味著場地故障Silberschatz, Korth and Sudarshan19.58Database System Concepts58n重配置:夭折故障站點(diǎn)上的所有活躍事務(wù)使其等待可能干擾其他事務(wù), 因?yàn)樗鼈兛赡艹钟衅渌军c(diǎn)上的鎖然而, 在一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的某些復(fù)本故障的情況下, 繼續(xù)執(zhí)行在故障站點(diǎn)存取數(shù)據(jù)的事務(wù)也是可能的(稍后詳述) 如果復(fù)本數(shù)據(jù)項(xiàng)在故障站點(diǎn)上, 更新系統(tǒng)目

42、錄以從復(fù)本列表中刪除之. 當(dāng)故障站點(diǎn)恢復(fù)時(shí)應(yīng)該做逆操作, 但要注意考慮更新數(shù)據(jù)值如果故障站點(diǎn)是某個(gè)子系統(tǒng)的中央服務(wù)器, 必須進(jìn)行選舉來確定新的服務(wù)器例如名字服務(wù)器, 并發(fā)協(xié)調(diào)器, 全局死鎖檢測器Silberschatz, Korth and Sudarshan19.59Database System Concepts59n由于網(wǎng)絡(luò)分割不能與站點(diǎn)故障區(qū)分, 下列情形必須避免在不同分割區(qū)選舉出了兩個(gè)以上中央服務(wù)器一個(gè)以上分割區(qū)更新了復(fù)本數(shù)據(jù)項(xiàng)n即使某些站點(diǎn)故障, 更新也必須能繼續(xù)n解決方法: 基于多數(shù)的方法替換方法 “讀一寫全可用”是有吸引力的但是帶來問題Silberschatz, Korth a

43、nd Sudarshan19.60Database System Concepts60n分布式并發(fā)控制的多數(shù)協(xié)議可被修改成即使某些場地不可用也能工作每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的每個(gè)副本都有一版本號(hào)版本號(hào), 更新副本時(shí)也更新此版本號(hào)鎖請求應(yīng)發(fā)給至少一半存有副本的場地, 并且僅當(dāng)在多數(shù)場地上獲得了鎖操作才能繼續(xù)讀操作檢查所有加鎖副本, 并且從具有最大版本號(hào)的副本讀取值可以將這個(gè)值和版本號(hào)寫回具有較小版本號(hào)的副本 (不必獲得所有副本的鎖即可執(zhí)行這個(gè)任務(wù))Silberschatz, Korth and Sudarshan19.61Database System Concepts61n多數(shù)協(xié)議 (續(xù))寫操作同讀操作一樣

44、找出最大版本號(hào), 并設(shè)置新版本號(hào)為最大老版本號(hào)+1然后對所有加鎖副本執(zhí)行寫操作, 并且這些副本的版本號(hào)設(shè)置為新版本號(hào)故障 (網(wǎng)絡(luò)和場地) 在下列情況下不會(huì)導(dǎo)致問題提交場地包含任何被更新數(shù)據(jù)項(xiàng)的多數(shù)副本讀操作時(shí), 多數(shù)副本可用來找版本號(hào)在上述情況下, 可用兩階段提交來更新副本注: 讀可確?？吹綌?shù)據(jù)的最近版本重整合是平凡的: 不用做任何事n法定數(shù)一致算法可做類似擴(kuò)展Silberschatz, Korth and Sudarshan19.62Database System Concepts62n偏見協(xié)議是法定數(shù)一致協(xié)議的特例允許讀操作讀任一副本, 而寫操作需要所有副本在提交時(shí)可用 (稱為讀讀一寫全一

45、寫全)n讀一寫全可用者(忽略故障場地)有吸引力但不正確如果故障連接恢復(fù), 沒有一個(gè)斷開站點(diǎn)曾知道自己斷開過該站點(diǎn)就具有舊值, 對該站點(diǎn)的讀將返回不正確的值如果站點(diǎn)知道故障發(fā)生, 可以執(zhí)行重整合(reintegration), 但無法保證在網(wǎng)絡(luò)分割時(shí), 各分割區(qū)的站點(diǎn)可能更新并發(fā)同一數(shù)據(jù)項(xiàng)認(rèn)為其他分割區(qū)里的站點(diǎn)都發(fā)生故障了Silberschatz, Korth and Sudarshan19.63Database System Concepts63n當(dāng)故障場地恢復(fù)時(shí), 必須補(bǔ)上故障期間漏掉的所有更新問題: 當(dāng)場地正在恢復(fù)時(shí), 其上存有副本的數(shù)據(jù)項(xiàng)可能正在更新解決方法: 重整合場地時(shí)停止系統(tǒng)中所有

46、更新不可接受存在其他有更好并發(fā)性的解決方法Silberschatz, Korth and Sudarshan19.64Database System Concepts64n遠(yuǎn)程備份(熱備份)系統(tǒng)(Section 17.10)也是用來提供高可用性的n遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)更簡單且開銷較小所有動(dòng)作都是在單個(gè)站點(diǎn)執(zhí)行的, 僅傳送日志記錄不需要分布式并發(fā)控制, 或者兩階段提交n利用分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)項(xiàng)復(fù)本和多數(shù)協(xié)議可以提供更高可用性Silberschatz, Korth and Sudarshan19.65Database System Concepts65n備份協(xié)調(diào)者在某場地上維護(hù)足夠信息, 以便當(dāng)實(shí)際協(xié)調(diào)者

47、發(fā)生故障時(shí)可以承擔(dān)起協(xié)調(diào)者的作用與實(shí)際協(xié)調(diào)者執(zhí)行同樣算法并維護(hù)同樣內(nèi)部狀態(tài)信息當(dāng)協(xié)調(diào)者發(fā)生故障時(shí)允許快速恢復(fù), 但在正常處理中有開銷.n選舉算法發(fā)生故障時(shí)用來選舉新的協(xié)調(diào)者要求系統(tǒng)中的每個(gè)活躍場地具有唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)例如: Bully 算法 用于每個(gè)場地都能向其他所有場地發(fā)消息的系統(tǒng).假設(shè)所選新協(xié)調(diào)者總是具有最大標(biāo)識(shí)號(hào)的活躍場地Silberschatz, Korth and Sudarshan19.66Database System Concepts66n當(dāng)場地Si 發(fā)的請求在預(yù)設(shè)時(shí)段T 內(nèi)未被協(xié)調(diào)者響應(yīng), 則假定協(xié)調(diào)者發(fā)生了故障, Si 試圖選舉自己作為新的協(xié)調(diào)者.nSi 向具有較大標(biāo)識(shí)號(hào)的所有

48、場地發(fā)一條選舉消息, 然后等待這些場地中的任何一個(gè)在時(shí)段T 內(nèi)回答.n如果在T 內(nèi)沒有收到回答, 則假定所有標(biāo)識(shí)號(hào)大于i 的場地都發(fā)生故障, Si 選舉自己作為新的協(xié)調(diào)者, 并通知所有標(biāo)識(shí)號(hào)小于i 的活躍場地.n如果收到了回答, Si 開始等待時(shí)段T 以接收某較大標(biāo)識(shí)號(hào)場地被選為協(xié)調(diào)者的通知.如果在T 內(nèi)沒有收到消息, 則假定該具有較大標(biāo)識(shí)號(hào)的場地故障; Si 重新啟動(dòng)算法.Silberschatz, Korth and Sudarshan19.67Database System Concepts67n當(dāng)故障場地恢復(fù)后, 立即開始執(zhí)行同一算法.如果沒有具有較大標(biāo)識(shí)號(hào)的活躍場地, 則該恢復(fù)場地強(qiáng)

49、制所有較小標(biāo)識(shí)號(hào)場地讓它成為協(xié)調(diào)者場地, 即使當(dāng)前有一個(gè)較小標(biāo)識(shí)號(hào)的活躍協(xié)調(diào)者.Copyright: Silberschatz, Korth and Sudarhan68Silberschatz, Korth and Sudarshan19.69Database System Concepts69n對集中式系統(tǒng), 衡量特定策略的代價(jià)的主要準(zhǔn)則是磁盤存取次數(shù).n在分布式系統(tǒng)中, 必須考慮其他因素:網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸代價(jià)多個(gè)場地并行處理查詢帶來的性能上的潛在好處Silberschatz, Korth and Sudarshan19.70Database System Concepts70n翻譯成對片

50、斷的代數(shù)查詢.必須能從片斷構(gòu)造出原關(guān)系 r用從片斷重構(gòu)關(guān)系r 的表達(dá)式替換關(guān)系rn考慮account 關(guān)系的水平分片account1 = branch-name = “Hillside” (account)account2 = branch-name = “Valleyview” (account)n查詢 branch-name = “Hillside” (account) 即成為 branch-name = “Hillside” (account1 account2)并優(yōu)化成 branch-name = “Hillside” (account1) branch-name = “Hillsid

51、e” (account2)Silberschatz, Korth and Sudarshan19.71Database System Concepts71n由于account1 中只有屬于Hillside分行的元組, 我們可以消除選擇操作.n根據(jù)account2 的定義得到 branch-name = “Hillside” ( branch-name = “Valleyview” (account)n不管account 關(guān)系的內(nèi)容如何, 此表達(dá)式的結(jié)果都是空集.n最終的策略是讓Hillside 場地返回account1 作為查詢的結(jié)果.Silberschatz, Korth and Sudar

52、shan19.72Database System Concepts72n考慮下列關(guān)系代數(shù)表達(dá)式, 其中三個(gè)關(guān)系都沒有復(fù)制或分片account depositor branchaccount 存儲(chǔ)在場地 S1depositor 存儲(chǔ)在場地S2branch 存儲(chǔ)在場地S3n對在場地SI 上發(fā)出的查詢, 系統(tǒng)需要在場地SI 上生成結(jié)果Silberschatz, Korth and Sudarshan19.73Database System Concepts73n將三個(gè)關(guān)系的拷貝都送到場地SI 并選擇一種策略在場地SI 處理整個(gè)連接n將account 關(guān)系的拷貝送到場地S2 并在S2 計(jì)算temp1

53、= account depositor . 再將temp1 從S2 送到S3, 并在S3計(jì)算 temp2 = temp1 branch. 最后將結(jié)果temp2 送到SI.n通過交換S1, S2, S3的角色可以設(shè)計(jì)出其它類似策略n必須考慮下列因素:傳送的數(shù)據(jù)量在場地間傳送一個(gè)數(shù)據(jù)塊的代價(jià)各場地的相對處理速度Silberschatz, Korth and Sudarshan19.74Database System Concepts74n令r1 模式為R1 , 存儲(chǔ)在場地S1令r2 模式為R2 , 存儲(chǔ)在場地S2n計(jì)算表達(dá)式 r1 r2 并在場地S1得到結(jié)果.1. 在S1計(jì)算temp1 R1 R2

54、 (r1).2. 將temp1 從S1 送到S2.3. 在S2計(jì)算temp2 r2 temp1.4. 將temp2 從S2 送到S1.5. 在S1計(jì)算 r1 temp2 . 此結(jié)果即等于r1 r2. Silberschatz, Korth and Sudarshan19.75Database System Concepts75nr1與r2 的半連接半連接r1 r2 定義為:R1 (r1 r2) n即, r1 r2 選擇r1中參與到 r1 r2 的元組.n在上面的第3步, temp2=r2 r1.n對于多個(gè)關(guān)系的連接, 上述策略可以擴(kuò)展成一系列半連接步驟.Silberschatz, Korth

55、and Sudarshan19.76Database System Concepts76n考慮r1 r2 r3 r4 , 其中關(guān)系ri 存儲(chǔ)在場地Si. 結(jié)果必須在場地S1得到.nr1 送往S2 并在S2計(jì)算r1 r2 ; 同時(shí)r3 送往S4 并在S4計(jì)算 r3 r4nS2 將(r1 r2) 的元組在生成時(shí)送往S1; S4 將(r3 r4) 的元組在生成時(shí)送往S1 n一旦(r1 r2) 和(r3 r4) 的元組到達(dá)S1 即可計(jì)算(r1 r2) (r3 r4), 這可與S2 上的計(jì)算 (r1 r2)和S4上的計(jì)算(r3 r4) 并行執(zhí)行. Silberschatz, Korth and Suda

56、rshan19.77Database System Concepts77n許多數(shù)據(jù)庫應(yīng)用要求從位于若干異種的硬件和軟件平臺(tái)上的多個(gè)現(xiàn)存數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)n數(shù)據(jù)模型可不同 (層次式, 關(guān)系式, 等等)n事務(wù)提交協(xié)議可能不兼容n并發(fā)控制可能基于不同技術(shù) (鎖, 時(shí)間戳, 等等)n系統(tǒng)級(jí)細(xì)節(jié)幾乎肯定完全不兼容.n多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是建立在現(xiàn)存數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之上的一個(gè)軟件層, 設(shè)計(jì)用來操作異種數(shù)據(jù)庫中的信息創(chuàng)建出邏輯數(shù)據(jù)庫集成而非物理數(shù)據(jù)庫集成的一個(gè)幻象Silberschatz, Korth and Sudarshan19.78Database System Concepts78n保持現(xiàn)有投資硬件系統(tǒng)軟

57、件應(yīng)用n本地自治性和管理控制n允許使用專用DBMSn是向統(tǒng)一的同種DBMS發(fā)展的一步完全集成進(jìn)同種DBMS技術(shù)困難與轉(zhuǎn)換代價(jià)組織性/政治性困難 組織可能不希望放棄對其數(shù)據(jù)的控制 局部數(shù)據(jù)庫希望保持大量的自治性自治性Silberschatz, Korth and Sudarshan19.79Database System Concepts79n一致采用共同的數(shù)據(jù)模型典型地是關(guān)系模型n一致采用共同的概念模式同一關(guān)系/屬性的不同名字同樣的關(guān)系/屬性名實(shí)際上是不同對象n一致采用共享數(shù)據(jù)的單一表示例如數(shù)據(jù)類型, 精度字符集ASCII vs EBCDIC排序方式n一致采用度量單位n名字變形例如: Kln

58、vs Cologne, Mumbai vs BombaySilberschatz, Korth and Sudarshan19.80Database System Concepts80n異種數(shù)據(jù)庫中查詢處理的若干問題n模式翻譯為每個(gè)數(shù)據(jù)源開發(fā)一個(gè)wrapper 用于翻譯數(shù)據(jù)到全局模式Wrapper 必須將對全局模式的更新翻譯成對本地模式的更新n有限的查詢能力某些數(shù)據(jù)源只允許限制形式的選擇例如 web形式, 平坦文件數(shù)據(jù)源查詢必須分解, 部分在源處理, 部分在另一不同場地處理n當(dāng)場地有重疊信息時(shí)的刪除重復(fù)信息確定哪些場地執(zhí)行查詢n全局查詢優(yōu)化Silberschatz, Korth and Sud

59、arshan19.81Database System Concepts81nMediator系統(tǒng)是指通過提供集成的全局視圖和對全局視圖的查詢功能來集成多個(gè)異種數(shù)據(jù)源的系統(tǒng)與正規(guī)的多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不同, mediators一般不管事務(wù)處理問題但有時(shí)術(shù)語mediator 和多數(shù)據(jù)庫可交換使用術(shù)語虛擬數(shù)據(jù)庫虛擬數(shù)據(jù)庫也用于指mediator/多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Copyright: Silberschatz, Korth and Sudarhan82Silberschatz, Korth and Sudarshan19.83Database System Concepts83nTypical kinds of

60、directory informationEmployee information such as name, id, email, phone, office addr, .Even personal information to be accessed from multiple placese.g. Web browser bookmarksnWhite pagesEntries organized by name or identifierMeant for forward lookup to find more about an entrynYellow pagesEntries o