数据库属性谓词锁的设计与实现

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自从关系数据库的事务概念提出以来,如何解决事务问的并发以及串行化调度就成为了一个热点的问题。从上世纪八十年代开始物理行锁的封锁机制开始成为了关系数据界的主流解决方案,各大商用数据库都是采用物理行锁的机制来实现事务的隔离性。物理锁的优势在于其通用性,即无论什么复杂度的事务都可以以相对可控的代价来进行分配调度,然而物理锁机制在大量事务并发中会占据大量的资源,随着数据量的上升和并发量的增加,锁模块效率将呈明显下降的趋势。另一方面,由于采用的是边执行边调度的方式,物理锁容易造成事务之间的互相等待从而导致事务的失败以及操作回退等不良后果。   事实上在如今的数据库的OLTP实际应用中,几乎不存在复杂的查询。取而代之的是简单的基于主键的事务。在该种应用场景下,逻辑锁能够避免进行复杂的逻辑判定,通过基于简单比较的语义封锁来达到防止不可重复读、幻象读等问题从而实现串行化的事务调度。本文针对当前OLTP应用的特点,在谓词锁的基础上,创新性地提出属性级谓词锁的理论,以进一步提高了读写事务的理论并发度,并在给定的复杂度内,验证了该理论在上述应用场景下的可行性。除此之外,本文基于属性谓词锁理论,在国产神通数据库的事务线程框架下设计了一套实现方案,并通过TPC-C测试,与物理行锁在加锁解锁性能上进行了对比。证明属性谓词锁在相对固定的属性上的简单查询更新应用中,可以很大程度上减少加锁的数目,从而在CPU和内存开销等性能指标上占据优势。
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