事务管理器软件构架及调度优化方法研究

摘要

本文的研究背景是某飞机显控系统对嵌入式数据库的应用需求预研项目。为提高事务管理器事务调度的成功率及软件的构架性能,对事务管理器的混合事务调度、并发控制及软件构架模型进行研究。
　　 首先通过引入工作流参考模型、元模型等工作流技术来分析调度流程,构建事务管理器的功能模型,并采用BPEL语言对事务调度过程进行形式化描述。进而针对事务调度,引入混合事务调度的概念,给出混合事务调度模型,并对非周期性事务调度进行研究。通过TB*算法缩短非周期性事务截止期,促进非周期事务的响应时间,从而减少事务的截止期错失率。
　　 其次,在事务管理器领域设计阶段,以面向对象和面向构件方法论为指导,建立初始类模型、细化类模型等来描述对象的结构关系,并使用交互模型和状态模型来描述对象行为。引入算法模式和代理机制对软件构架模型进行优化,提高软件构架性能。在进一步细化的基础上,针对存在的不必要的事务重启,引入时间戳矢量的概念,提出改进的基于时间戳矢量的乐观并发控制算法,解决事务不必要重启的问题。
　　 最后,给出事务管理器的软件构架及其ACME描述,并给出基于时间戳矢量的乐观并发控制算法的程序实现。
　　 文中提到的事务管理器功能模型、混合事务调度模型等方法论被用于事务管理器的研究和实现中,规范了整个软件的研究开发过程,提高了模型分析与设计效率,所给出的改进的TB*算法和基于时间戳矢量的乐观并发控制算法,具有一定的理论意义和工程实用价值。

目录

文摘

英文文摘

图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 研究领域的应用与发展概况

1.2 课题研究意义和研究内容

1.3 课题研究的主要工作

第二章 实时事务调度方法与工作流建模方法

2.1 传统实时事务调度方法

2.1.1 优先级分派策略

2.1.2 典型调度方法

2.2 实时并发控制协议

2.2.1 并发控制方法

2.2.2 实时并发控制

2.3 工作流建模方法

2.3.1 工作流参考模型

2.3.2 元过程模型

2.3.3 工作流描述语言BPEL

2.4 本章小结

第三章 事务管理器的领域模型

3.1 事务管理器的领域分析

3.1.1 事务管理器的需求描述

3.1.2 事务管理器的功能模型

3.2 事务管理器BPEL描述

3.3 混合实时事务调度算法

3.3.1 混合实时事务调度模型

3.3.2 基于TB*非周期性事务调度

3.4 事务管理器用例模型

3.5 典型活动模型

3.6 本章小结

第四章 事务管理器的对象体系结构

4.1 初始类构架

4.2 构架优化

4.3 事务调度行为模型

4.3.1 事务调度交互图

4.3.2 事务调度状态图

4.4 基于时间戳矢量的乐观并发控制方法

4.4.1 不必要重启问题的提出

4.4.2 算法描述

4.5 本章小结

第五章 事务管理器的典型应用实现

5.1 开发环境选择与配置

5.1.1 基于Tornado的宿主机开发环境

5.1.2 Tornado开发环境配置

5.2 事务管理器的ACME描述

5.3 基于时间戳矢量的乐观并发控制算法实现

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文