去中心化架構(gòu)系統(tǒng)中的分布式事務(wù)機(jī)制研究.pdf

1、去中心化NoSQL系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)具有高可擴(kuò)展和高可用的特點(diǎn),且無(wú)單點(diǎn)故障,無(wú)主節(jié)點(diǎn)性能瓶頸等問(wèn)題。但是,此類系統(tǒng)在數(shù)據(jù)一致性方面僅提供了最終一致性保障,應(yīng)用的強(qiáng)一致性需求則由開發(fā)者在應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)自行保證,從而增加了應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜性。因此有必要在NoSQL中提供事務(wù)的ACID特性,既保留NoSQL杰出的系統(tǒng)特性,又可利用事務(wù)機(jī)制自動(dòng)解決開發(fā)者需要在應(yīng)用層維護(hù)一致性的問(wèn)題。傳統(tǒng)的分布式事務(wù)兩階段提交協(xié)議存在著可用性和性能的問(wèn)題,目前的研究

2、著重于利用Paxos協(xié)議優(yōu)秀的容錯(cuò)能力,基于Paxos完成兩階段提交。
　　在Paxos協(xié)議的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了可配置的去中心化事務(wù)性NoSQL系統(tǒng)DTCassandra。該系統(tǒng)能保證寫事務(wù)的ACID特性,并提供了一致讀、快照讀以及不一致讀三種級(jí)別的讀操作。提出并在DTCassandra中實(shí)現(xiàn)了一種可配置的一致讀寫算法,通過(guò)使用多種類型的副本,分離了讀寫操作,以此為基礎(chǔ)可以配置不同數(shù)量的讀寫副本;使用日志作為載體,對(duì)各副本上的操

3、作進(jìn)行同步,實(shí)現(xiàn)了不同類型副本的副本日志,提供了分布式狀態(tài)機(jī)的基礎(chǔ);最后,針對(duì)負(fù)責(zé)寫入的副本,使用Paxos維護(hù)其日志的一致性,針對(duì)負(fù)責(zé)讀取的副本,使用NWR法定人數(shù)協(xié)議來(lái)保證強(qiáng)一致性,并且提供可配置的讀寫可用性。采用基于Key的范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)分區(qū)的方法,在各分區(qū)內(nèi)利用MVCC機(jī)制,提供了局部寫事務(wù)的ACID特性。改進(jìn)了兩階段提交協(xié)議,將跨分區(qū)的全局事務(wù)劃分為多個(gè)子事務(wù),以其中的主要子事務(wù)作為控制整個(gè)全局事務(wù)的提交點(diǎn),提供了在失效發(fā)生時(shí)保