Cơ sở dữ liệu phân tán: ĐIỀU KHIỂN CÁC GIAO DỊCH ĐỒNG THỜI PHÂN TÁN

ĐIỀU KHIỂN CÁC GIAO DỊCH ĐỒNG THỜI PHÂN TÁN Nhóm Nhóm Trương Văn Thắng – B18DCCN633 Phạm Văn Vinh – B18DCCN691 Nguyễn Thế Dũng – B18DCCN101 Vũ Đức Thắng – B18DCCN634 Trần Trung Đức – B18DCCN183 Nguyễn Ngọc Huy – B18DCCN268 Trần Đỗ Minh – B18DCCN411 Trần Quang Huy – B18DCCN272 Cao Tuấn Nghĩa – B18DCCN446 Tổng quan 01 Phân loại chế điều khiển đồng thời 02 Điều khiển 03 Mục Lục 04 Thuật toán 2PL tập quyền 05 Thuật toán 2PL phân tán 06 Thảo luận 01 Tổng quan Tại phải điều khiển đồng thời phân tán -Các giao dịch tiến hành song song làm tang hiệu hệ thống nên phát sinh vấn đề phức tạp -Điều khiển giao dịch đồng thời phân tán cần quan tâm đến tính biệt lập(isolation) tính qn(consistency) -Cần có chế đảm bảo tính chất quán toàn cục hiệu thực thi toàn hệ thống -Lý thuyết (Serializability Theory) tảng sở để xây dựng cho thuật toán điều khiển phân tán Lý thuyết khả lịch biểu -Nếu việc thực thi đồng thời giao tác làm cho sở liệu vào trạng thái thực theo thứ tự vấn đề cập nhật bị thất lạc giải Đây điểm quan trọng lý luận tính khả -Một lịch S(schedule) định nghĩa tập giao dịch T = {T1, T2, , Tn} xác định thứ tự thực thi đan xen lẫn thao tác giao dịch (lịch biểu tuần tự), cố tranh chấp chắn không xảy sở liệu kết Lịch biểu mơ tả thứ tự phận T Một lịch đầy đủ (complete schedule) : -Là lịch định nghĩa thứ tự thực cho tất thao tác miền biến thiên -Về hình thức, lịch biểu đầy đủ 𝑆𝑇𝑐 định nghĩa tập giao dịch T= {T1, T2, , Tn} thứ tự phận 𝑆𝑇𝑐 = {σ𝑇, ∝ 𝑇 } -Ví dụ: Có thể đặc tả DAG hình Lịch tiền tố (Prefix) lịch đầy đủ định nghĩa sau: Cho thứ tự phận P = {Σ,α} Nói P’ = {Σ’,α’} tiền tố P : Σ’ ⊆ Σ ∀ei ∈ Σ’, e1 α’ e2 e1 α e2 ∀ei ∈ Σ’, ∃ej ∈ Σ ej ∈ ei ej ∈ Σ’ Ví dụ: Xét ba giao dịch sau đây: T1: Read(x) Write(x) Commit T2: Write(x) Write(y) Read(z) Commit T3: Read(x) Read(y) Read(z) Commit -Lịch tuần tự: Nếu lịch biểu S, thao tác giao dịch khác không thực xen kẽ, nghĩa thao tác giao dịch xảy liên tiếp -Ví dụ Xét lịch sau: S = {W2(x), W2(y), R2(z), C2, R1(x), W1(x), C1, R3(x), R3(x), R3(y), R3(z), C3} -Lịch S tuần tất thao tác T2 thực trước thao tác T1 thao tác T1 thực trước thao tác T3 -Có thể biểu diễn mối liên hệ thứ bậc thực thi giao dịch là: T2 ∝𝑠 T1 ∝𝑠 T3 T2 → T1 → T3 02 Phân loại chế điều khiển đồng thời Các tiêu chuẩn phân loại Các tiêu chuẩn phân loại gồm: -Theo chế độ phân tán CSDL -Theo topo mạng -Theo tiêu chuẩn thơng dụng nhất: theo ngun thủy đồng hóa (synchronization primitive) +Quan điểm bi quan +Quan điểm lạc quan  Sử dụng tiêu chuẩn trên, ta phân loại hai phương pháp điều khiển đồng thời là: - Điều khiển đồng thời bi quan -Điều khiển đồng thời lạc quan Các thuật tốn dựa khóa chốt -Đồng giao tác khóa chốt vật lý khóa logic -Kích thước phần CSDL áp dung khóa gọi độ mịn khóa (locking granularity) ta tạm bỏ qua điều này, coi kích thước phần CSDL áp dụng khóa đơn vị khóa (lock unit) -Các TT dựa theo khóa chốt phân loại theo vị trí thực hoạt động quản lý khóa: +Lối khóa tập quyền +Lối khóa +Lối khóa phân tán -Lối khóa -Lối khóa phân tán Các thuật toán dựa theo thứ tự nhãn thời gian -Tạo thứ tự thực giao tác đảm bảo tính chất quán tính tương hỗ vị trí mạng -Gán nhãn thời gian cho thao tác mục liệu CSDL -Phân thành loại sau: +Cơ (Basic) +Đa phiên (Multversion) +Bảo tồn (Conservative) Các thuật tốn lai -Phối hợp thuật tốn dựa theo khóa chốt với nhãn thời gian nhằm cải thiện: + Hiệu + Mức độ hoạt động đồng thời -Chưa cài đặt hệ quản trị CSDLPT thương mại hay thử nghiệm 03 Điều khiển Các thuật toán điều khiển đồng thời khóa chốt Một số định nghĩa: Declare-type Operation: Các toán tử Begin_transaction, Read, Write, Abort, Commit DataItem: Một mục liệu sở liệu phân tán TransactionId: Mã giao dịch DataVal: Một giá trị có kiểu liệu (số nguyên, số thực ) SiteId: Định danh cho vị trí -Dbop: Một ba gồm Opn: Operation Data: DataItem Tid: TransactionId -Dpmsg: Một ba gồm Opn: Operation Tid: TransactionId Result: DataVal -Scmsg: Một ba gồm Opn: Operation Tid: TransactionId Result: DataVal -Transaction ← Một hai gồm Tid: TransactionId Body: thân giao dịch -Message ← thông báo cần truyền OpSet: tập Dbop SiteSet: tập SiteId WAIT(msg:Message) Begin đợi thơng báo đến} End Thuật tốn quản lý khóa -Khi giao dịch có yêu cầu đọc ghi vào mục sở liệu chứa khóa, quản lý giao dịch chuyển cho quản lý khóa thao tác đọc, ghi thông tin mục liệu cần truy xuất, định danh giao dịch đưa yêu cầu -Bộ quản lý thực kiểm tra đơn vị khóa có chứa mục liệu bị khóa hay chưa, tức mục liệu sử dụng giao dịch khác hay chưa -Bộ quản lý giao dịch trả kết hoạt động Khi giao dịch kết thúc giải phóng khố mà sử dụng khởi tạo giao dich khác chờ để truy cập vào khoản mục liệu khác -Thuật toán khóa chốt thuật tốn đơn giản Tuy nhiên thuật tốn khơng đồng hóa thực thi giao dịch cách hồn tồn đắn đưa lịch biểu khả tuần tự, thao tác khóa chốt giải phóng khóa chốt địi hỏi phải xếp phối hợp =>Vì dẫn đến việc tính lập tính nguyên tử tổng thể giao dịch 04 Thuật tốn 2PL Thuật tốn 2PL -Vấn đề thuật tốn 2PL tập trung hệ thống phụ thuộc vào vị trí LM => độ tin cậy khơng cao, tắc nghẽn hiệu thấp -2PL cải tiến giải vấn đề trên: đặt LM số vị trí mạng, LM quản lý tập đơn vị khóa Thuật tốn xử lý cảu mục liệu TM gửi yêu cầu xin cấp khóa đến LM -Bước trung gian từ 2PL tập trung đến 2PL phân tán 05 Thuật tốn 2PL phân quyền Mỗi vị trí có LM 1.TM điều phối yêu cầu vị trí DM có tham gia vào giao dịch cấp khóa, tham gia xử lý liệu Sau DM hoàn thàn thao tác giao dịch, TM điều phối giải phóng khóa Khác 2PL tập trung 2PL phân quyền -TM điều phối thuật toán 2PL tập trung gửi yêu cầu xin khóa đến vị trí LM, vị trí có quản lý khóa trung tâm, cịn 2PL phân tán TM điều phối phải gửi yêu cầu xin khóa đến tất vị trí tham gia vào giao dịch -Trong thuật tốn 2PL phân tán, TM điều phối khơng gửi trực tiếp thao tác xử lý đến xử lý liệu vị trí khác, mà thơng qua LM vị trí này, nghĩa TM điều phối không chờ thông báo “ yêu cầu kháo chấp nhận”; xử lý liệu không gửi thông báo “kết thúc giao tác” đến TM điều phối, mà gửi đến quản lý khóa u cầu giải phóng khóa thơng bào cho TM điều phối 06 Thảo Luận ... Phân loại chế điều khiển đồng thời 02 Điều khiển 03 Mục Lục 04 Thuật toán 2PL tập quyền 05 Thuật toán 2PL phân tán 06 Thảo luận 01 Tổng quan Tại phải điều khiển đồng thời phân tán -Các giao dịch. .. dụng tiêu chuẩn trên, ta phân loại hai phương pháp điều khiển đồng thời là: - Điều khiển đồng thời bi quan -Điều khiển đồng thời lạc quan Các thuật toán dựa khóa chốt -Đồng giao tác khóa chốt vật... thuyết (Serializability Theory) tảng sở để xây dựng cho thuật toán điều khiển phân tán Lý thuyết khả lịch biểu -Nếu việc thực thi đồng thời giao tác làm cho sở liệu vào trạng thái thực theo thứ