移动数据库的数据一致性研究

移动数据库的数据一致性研究

孙涛张珑赵国生

孙涛张珑赵国生哈尔滨师范大学现代实验中心150000

摘要随着科学技术的快速发展便携式设备和无线网络技术得到了充分的发展移动数据库它是分布式数据库的扩展和延伸。它不但继承了许多分布式数据库的独特性能和优点并且能够满足人们访问时所需的的信息要求,拥有着广泛的应用前景。本文从移动实时数据库时间特性的定义出发,分析实时事务的时间一致性限制因素,提出实时事务的时间一致性维护策略。

关键词移动事务移动数据库数据一致性

引言

数据库技术一直随着计算的发展而不断进步，随着移动计算时代的到来，嵌入式操作系统对移动数据库系统的需求为数据库技术开辟了新的发展空间。随着智能移动终端的普及，人们对移动数据实时处理和管理要求的不断提高，嵌入式移动数据库越来越体现出其优越性，从而被学界和业界所重视。移动数据库是指支持移动计算环境的分布式数据库移动技术的发展必将对嵌入式移动数据库的发展起强大的推动作用，同时嵌入式移动数据库的发展也能促进移动计算的广泛应用。移动数据库在实际应用中必须解决好数据的一致性（复制性），高效的事务处理，数据的安全性等问题。

1。移动事务处理模型

人们研究移动事务处理模型的目的是为了能够有效的支持在移动无线网络环境中的各种应用以便更好的能够满足任意时刻、任意地点能够访问到所需的任意数据。因此对于理想移动事务模型应该有着以下的特点。

1）正确性。在移动事务处理数据共享的这个过程中数据被移动节点和固定节点的事务同时操控着因此必须要保持在同时运行事务时的正确性。

2）自治性。移动客户机在出现断接的情况时候移动客户机自身能够继续的提供数据服务能够有效的保证在断接之后移动用户能够有效的进行后续操作。

3）异构性。客户机在进行移动的时候移动事务也许要对分布的异构数据库系统进行访问。

4）较低的事务夭折率。移动客户机如果出现了断接的操作很有可能致使移动事务的重做而夭折事务的反应时间延长严重下降了事务系统的效率因此必须要尽量减少移动事务夭折的。

5）高并行性和低通信代价。因为某一个事务出现了问题就很有可能会引起其它的一些相关事务阻塞。因此就如何提高事务的并行性并如何降低通讯代价着是理想移动事务中的模型设计难点。

6）事务迁移。如果事务进行搬迁从这个环境搬移到另一个新的节点那么该事务的信息状态和和进程等都必需要随之迁移到新的节点这样在新的节点上事务才可以继续执行并且在事务迁移的过程中信息数据都是对用户透明的。

2.移动事务处理的典型结构

移动事务处理主要采用的是如下图所示的结构:

3．移动数据库的一致性

移动数据库的一个显著特点是移动终端之间以及与服务器之间的连接是一种弱连接，即低带宽、长延迟、不稳定和经常性的断开。为了支持用户在弱环境下对数据库的操作，现在普遍采用乐观复制方法（Optimisticreplication或Lazyreplication）允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作。待网络重新连接后再与数据库服务器或其他终端交换数据修改信息，并通过冲突检测和协调来恢复数据的一致性。

4.实时事务的时间一致性限制

维护数据的一致性与时间的一致性[4,5]是实时数据库的性能目标。首先,RTDB应当保持绝对一致性,使其中的数据提供物理世界的一个直接和及时的表示,现实世界中的任何变化都应反映到数据库中,若数据对象的时间在关于当前时间的某个指定的阈值内,则该对象是绝对一致性[6]。

令表示当前时间,表示对象的时间(假设对象的时间为一个时间点,可以是有效时间或事务时间),定义对象的年龄为

(1)若(为一指定的阈值),则是绝对一致的。指定的阈值就是对象的绝对有效期。

(2)对于既定的数据库对象集DB,X是其中的数据对象子集,即X∈DB,若∈X(a()≤),则X是绝对一致的。

一个RTDB要保持相对一致性,使得用来作决策或导出新数据对象的一组数据对象的时间的差距是在指定的阈值范围内。

定义两个不同数据对象的时间差距d():d()=||

(1)若d()≤(为一指定阈值),则是相对一致的。

(2)对于既定的数据库对象子集Y,即Y∈DB,若()∈Y(),d()≤,则Y是相对一致的,称为一个相互一致集。相互一致集的数据对象一起表示现实世界在某一特定时刻的同一状态。实时系统与非实时系统的区别在于:存在随时间的推进而成为无效的数据;存在必须以及时的方式发生的事件;存在其及时完成与其产生正确结果一样重要的动。在实时应用中,各种活动一般由相关事件的发生所触发,即与每一活动相联的是一个事件的发生,施加于活动上的某些类型的时间限制来自于触发这些活动的事件的时间限制。事件时间限制包括:两事件之间的最大时差;两事件之间的最小时差;一个事件经历的时间长度。

5.总结

移动数据库技术的许多特性都与信息时代的不断进步的需求相吻合,有着广阔的发展空间。本文从移动实时数据库时间特性的定义出发,分析实时事务的时间一致性限制因素,提出实时事务的时间一致性维护策略。如果对移动实时数据库进行综合全面的研究,还需要从实时事务的各种不同情况,例如:硬事务与软事务并存,软事务与软事务并存等多方面进行研究。由于计算机网络技术的不同发展,人们对事务的移动实时性要求会越来越高,因此保证时间一致性的研究将值得进一步深入,以便与更多新技术无缝衍接。

参考文献

【1】陈茜、周兴铭、徐明.移动计算位置中一种新的前向指针策略[J].高技术通讯增刊.2000,5

【2】徐进辉.移动数据库事务处理模型研究.[J].计算机工程与科学.2004,6

【3】张鹏、余立人、苏容.数据库同步复制技术在移动计算环境中的应用.[J].武汉理工大学2007,7

【4】刘云生.现代数据库技术[M].北京:国防工业出版社,2001.

项目来源：黑龙江省教育厅科技研究项目（11541093）