4章_分布式数据库中的事务管理和恢复

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第四章分布式数据库中的事务管理和恢复
1 分布式事务概述 1.2 分布式事务结构和事务状态 例4.3 分布式事务转账应用例子 现在假设账户分布在一网络的不同站点上(银行的不同分行)，在执行 该事务要由几个协作的代理来完成。 本转账应用有两个代理，其中之一为根代理ROOT_AGENT，另一个 代理为执行代理AGENT。 转入账户号“FROM_ACCOUNT”位于根代理的站点上，转出账户号 “TO_ACCOUNT”位于另一站点上。 当根代理需要执行AGENT时，它发出create AGENT原语，然后发送 参数给AGENT。
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第四章分布式数据库中的事务管理和恢复
1 分布式事务概述
1.1 分布式事务定义和特性
3. 分布式事务的特性 –隔离性（ Isolation） 指一个正在执行的事务在其提交之前，决不允许把它对共享数据所 作改变的结果提供给其他事务使用。也即事务的执行似乎与其他事务 相隔离，事务的执行不应受到其他并发事务执行的干扰。虽然可以有 多个事务同时执行，但是单个事务的执行不应该感知其他事务的存在， 因此事务执行的中间结果应该对其他并发事务隐藏 。
事务T的执行
事务T结束
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第四章分布式数据库中的事务管理和恢复
1 分布式事务概述 1.1 分布式事务定义和特性 2. 分布式事务定义

分布式事务 –分布式数据库系统中的事务是一个分布式操作的序列，被操作的数据 分布在不同的站点上，所以称为分布式事务。一个事务的执行可能涉 及多个站点上的数据。事务也在多个站点上执行。 –分布式事务是集中式事务的扩充，它的ACID特性的保证要比集中式 事务复杂得多。因有多个站点参与执行，其中任何一个站点的故障， 或者将这些站点连接起来的任何一条通信链路的故障，都可能导致 错误发生。 –因此分布式事务的恢复要比集中式事务的恢复要复杂得多。
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第四章分布式数据库中的事务管理和恢复
1 分布式事务概述 1.2 分布式事务结构和事务状态
分布式事务的状态


活动(active): 从事务开始执行的初始 状态始， 事务执行中保持该状态。 部分提交(partially committed): 事务最后一个语句执行后进入该状态. 失败(failed): 一旦发现事务不能正常 执行时进入该状态. 回滚/夭折(rollback/aborted): 当 事务被回滚后，数据库恢复到事务开 始执行前的状态。 提交(committed): 当事务成功执行 后.
–此外，分布式数据库系统中还要考虑分布式事务独有的特性：大量的 数据传送、通信原语和控制报文等。
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1 分布式事务概述 1.1 分布式事务定义和特性 3. 分布式事务的特性




在分布式数据库系统中，全局事务的主事务和子事务全部成功提交，才 能改变数据库状态，有一个失败，其他子事务操作都要撤销。为了保证 事务的原子性，要求组成这个分布式事务的各个子事务，要么全部提交 (成功结束)，要么全部撤销(不成功结束)。 如果至少有一个子事务执行失败，该分布式事务所包含的所有子事务， 不管它的执行成功与否，一律都被撤销。各站点上的数据库全都回滚到 相应子事务开始前的状态，从而使整个分布式数据库仍处于该分布式事 务开始前的状态。 只有当一个分布式事务所包含的所有子事务，都能成功执行，各站点上 的数据库全都进入一个新的一致状态，才能使整个分布式数据库转换为 新的一致状态。 为保证分布式事务的ACID特性，更需要对各子事务进行协调和控制。
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1 分布式事务概述 1.1 分布式事务定义和特性 2. 分布式事务定义

分布式事务分类: –全局事务：指一个要求访问或更新多个站点上数据的事务。 •通常由一个主事务和在不同站点上执行的子事务组成； • 主事务：负责事务的开始、提交和异常终止； • 子事务：完成对相应站点上的数据库的访问操作。 –局部事务： •指仅访问或更新一个站点上的数据的事务。
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1 分布式事务概述 1.1 分布式事务定义和特性 1. 事务定义

事务必须保证数据库的一致性，事务执行期间数据库可能不一致。 当事务提交（commit）时数据库必须是一致的。
数据库一致
数据库可能 临时不一致 数据库一致
事务T开始
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பைடு நூலகம்
2012年11月——2013年1月
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第4章 分布式数据库中的事务管理和恢复
1. 分布式事务概述 2. 分布式事务的执行和恢复 3. 两阶段提交协议 4. 分布式数据库中的数据更新 5. 分布式事务增强数据库一致性 6. 总结
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1 分布式事务概述
1.2 分布式事务结构和事务状态
1. 分布式事务的一般结构 Begin Transaction原语：开始一个事务 T1[ ] T2[ ] : 子事务或操作序列 : Tn[ ] Commit原语：事务成功完成的结束 Rollback或Abort原语：事务失败的结束
例4.1 银行转账事务，把一笔金额从一个账户甲转给另一个账户乙。 BEGIN TRANSACTION 读账户甲的余额BALANCE； BALANCE=BALANCE-AMOUNT；(AMOUNT 为转账金额) 写回BALANCE； IF(BALANCE < 0 ) THEN { 打印'金额不足，不能转账'； ROLLBACK；(撤销刚才的修改，恢复事务) } ELSE { 读账户乙的余额BALANCE1； BALANCE1=BALANCE1+AMOUNT； 写回BALANCE1； COMMIT； }
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1 分布式事务概述 1.2 分布式事务结构和事务状态
例4.2 考虑旅行社的预定业务。大多数旅行社的预定业务除了预定航班外，还会 预定饭店和租车。如果把这些都归为一个预定事务，那么预定事务将有如下程序 结构： Begin Transaction reservation Begin Begin Transaction airline …… end.{airline} Begin Transaction hotel …… end.{hotel} Begin Transaction car …… end.{car} end
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1 分布式事务概述 1.1 分布式事务定义和特性
1. 事务定义

事务是访问或更新各种数据项的最小逻辑工作单位。它是一个操作 序列，也即是使数据库从一个一致状态转变为另外一个一致状态的 正确程序。 事务是恢复和并发控制的基本单位。 例如：在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句、一组SQL 语句或整个程序。 事务和程序不同，一个程序中可包含多个事务。
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FUND_TRANSFER:
read (terminal, $AMOUNT, $FROM_ACC, $TO_ACC);
begin_transaction;
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1 分布式事务概述 1.2 分布式事务结构和事务状态 例4.3 分布式事务转账应用例子。 本事务在两个账户之间执行“基金汇兑”操作。 它工作于一个全局关系 Account (Account-number, Amount)。 此转账应用开始时从终端读取必须汇兑的数量($AMOUNT)以及转入、 转出的账户号($FROM_ACCOUNT, $TO_ACCOUNT)，然后该应用发出 begin-transaction原语，从此时开始系统必须保持事务的性质。 如果汇兑的金额($AMOUNT)小于转出帐号现有金额，就撤销此事务； 否则这两个账户都被更新，于是该事务被提交。
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1 分布式事务概述 1.2 分布式事务结构和事务状态 2. 分布式数据库中进程的协作

进程：系统中可以并行执行的一段操作序列，分布式事务中的子事务 序列是进程方式完成的。进程有两个侧面： –进程说明：定义进程的行为模式，数据和数据上的操作，功能等； –进程执行：按模式来启动这个进程，执行其中的操作。 过程：不可并行执行的操作序列；
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1 分布式事务概述 1.1 分布式事务定义和特性 3. 分布式事务的特性

分布式数据库系统中的事务具有ACID特性： –原子性（Atomicity） 指事务执行时的不可分割性。即事务的操作要么全部执行, 要么全部不执行， 保证分布式数据库一致性状态。 –一致性（Consistency） 指一个使分布式数据库从一个一致状态转变为另一个一致状态的正确程序。 分布式事务执行完毕时，必须以正确的状态退出系统。如果事务不能达到一个 正常的结束状态，就必须把分布式数据库退回到该事务执行前的初始状态。 –持久性（Durability） 指一旦某个事务被提交后，则无论系统发生任何故障，都不会丢失该事务的 执行结果。也即，已提交事务对数据库的改变在数据库中应该是持续存在的， 这些改变不会因为故障而发生丢失。
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1 分布式事务概述 1.2 分布式事务结构和事务状态 2. 分布式数据库中进程的协作