XML数据库事务及并发控制机制的研究

摘要

事务作为数据库发展过程中最基本的概念之一，己在各种电子商务平台、企业信息化平台中获得了日益广泛的应用。然而，在全球网络化大潮汹涌澎湃的今天，Internet已经逐渐替代以个人计算机为计算中心的单机运行环境而成为新的计算平台标准，这使得数据库应用环境发生了巨大的变化，基于Internet/Web的应用以及XML格式的文档大量涌现，特别是XML原型数据库(NativeXMLDatabases)的出现，向传统数据库领域提出了前所未有的挑战。 多用户如何并发访问XML数据库，提高访问效率，也逐渐成为一个重要的研究课题。一种普遍的思想是将XML文档映射到传统的关系数据库，利用传统数据库完善的事务机制保证XML的多用户并发。基于这种思想的并发控制机制，由于传统关系数据库所固有的平面性和XML文档数据的层次性之间的冲突，实际情况下并不能真正高效地实现多个用户对单个文档的并发访问控制。另一方面，在XML原型数据库(NXD)领域，事务和并发控制机制方面的研究才刚刚开始。目前，虽然很多NXD都声称支持事务处理，但是，锁的粒度通常比较大，对整个文档的而不是对文档片断(Fragment)的，所以多用户并发性的支持相对较低。具体的并发程度取决于应用程序以及“文档”的构成。 本课题旨在提出一种基于类XPath的XML数据库事务管理模式，以及多用户事务并发的一种控制机制。从定义一种包含扩展编码的类XPath数据模型来构造事务模型，并定义基于此模型的几种XML数据库操作。根据多用户事务并发和XML文档结构的特点，提出基于扩展编码的路径表达式导航的几种算法，在此基础上，提出锁协议机制(XPL)以及锁模型，阐述锁的申请、释放和升级(update)过程，并验证在此锁协议机制下的调度是可串行化调度，从而实现XML数据库的多用户事务的并发控制。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1背景

1.2研究XML数据库多事务并发的必要性

1.3国内外研究现状

1.3.1 XML数据库中应用传统并发控制机制的局限性

1.3.2现有XML数据库产品并发控制机制的局限性

1.3.3其他并发控制机制的局限性

1.4课题研究的主要内容及意义

2 XML数据库

2.1 XML技术概述

2.2 XML数据库

2.2.1 XML数据库的分类

2.2.2 XML数据库功能比较分析

2.3 XPath简介

2.3.1 XPath数据模型

2.3.2定位路径和定位步

3事务及并发控制机制概述

3.1事务

3.2可串行化调度

3.3 2PL并发控制

4基于文档树的事务模型

4.1类XPath数据模型

4.1.1含扩展编码的文档树

4.1.2扩展编码

4.2含XPath路径表达式的查询

4.2.1路径表达式

4.2.2路径表达式的优化

4.3事务操作

5并发控制机制

5.1 XPL锁协议

5.1.1 XPL锁协议模型

5.1.2基于扩展编码的N-Lock导航策略

5.2 XPL锁协议规则

5.2.1锁协议规则

5.2.2事务调度

5.3可串行化分析

5.4死锁与事务撤销

5.4.1死锁

5.4.2事务的撤销或中止

6测试和性能分析

6.1实验环境及设计

6.2实验结果及分析

7结论与未来的工作

致谢

参考文献

硕士研究生期间发表论文