Автореферат (Механизм организационной адаптации предприятия радиопромышленности к изменяющейся структуре контрагентов), страница 4

Если все глобальныесубтранзакции переходят в состояние «READY», то глобальная транзакцияпереходит в фазу проверки.Фаза 2. Фаза проверки. После того, как все глобальные субтранзакцииперешли в состояние «READY», глобальному менеджеру транзакцийстановится доступна информация о порядке их сериалзиации в локальныхСУБД. На основании этой информации строится глобальный граф17предшествования (Global Serialization Graph – GSG). Если после добавленияпроверяемой транзакции и соответствующих ей дуг GSG содержит цикл, то,очевидно, субтранзакции как минимум двух глобальные транзакций былисериализованы в разном порядке в локальных СУБД, и, следовательно, историяглобальных транзакций не является сериализуемой – проверяемая глобальнаятранзакция откатывается, а добавленные для нее дуги удаляются из графа GSG.В противном случае глобальная транзакция успешно проходит проверку.Фаза 3.

Фаза фиксации. Если глобальная транзакция прошла проверку, тоона может записать данные в БД и может быть зафиксирована. Если нет –транзакция должна быть отменена.Назначения компонента (САЗ) в этой системе – на основесинтаксического анализа запроса определять множества читаемых ( RS ) изаписываемых ( WS ) данных, необходимых для определения порядкасериализации транзакций в СУБД, использующих Snapshot-изоляцию. Дляэтого предлагается строить приблизительные множества с помощью анализапредикатов в секции WHERE SQL-запросов. «Приблизительные» в данномслучае означает, что построенные множества RS и WS могут быть не равныреальным, но обязательно должны полностью их включать. Например, длязапроса «SELECT x FROM t WHERE x >= 1 AND x <= 3» будет выделенпредикат «x >= 1 AND x <= 3», и будет построено множествоRS  {x :1  x  3} , тогда как на самом деле в таблице может вообще не бытьзаписей, удовлетворяющих условию, или может быть одна запись, например, сx  2 , но не может быть записей, не входящих в RS .Предлагается считать минимальным элементом данных один кортеж вреляционном отношении (одну строку таблицы).

Можно были бы пойти дальшеи строить более точные множества, считая единицей данных каждый элементкортежа, однако это видится излишним усложнением системы. Кроме того,принцип работы с данными на уровне строк применяется в большинствепопулярных на сегодняшний день СУБД.В третьей главе также предложены различные модификации алгоритмаработы глобального менеджера транзакций, учитывающие особенностимобильной среды. Даны оценки асимптотической сложности предложенныхалгоритмов: все алгоритмы обладают линейной сложностью за исключениемхудших случаев, которые крайне маловероятны.В четвертой главе изложены принципы построения мобильных системдоступа к данным на основе предложенных моделей и методов. Предложена18методика моделирования процесса работы МСДД с применением различныхметодов управления глобальными транзакциями, позволяющая анализировать исравнивать производительность работы данных методов по несколькимпараметрам и эмулировать поведение клиентов в мобильной среде.

Описаноразработанное программное обеспечение, которое включает в себя модульуправления параллельным выполнением транзакций в МСДД, реализующийпредложенный метод, и модуль, предназначенный для моделирования работысистемы и ее нагрузочного тестирования. Подробно рассмотрена структурапрограммного обеспечения и функции программных модулей. Описанареализация прототипа МСДД на примере системы мобильных платежей [6], атакже результаты применения нового метода в такой системе.

Рассмотренывопросы практического применения разработанных моделей, метода иприкладного программного обеспечения.По предложенной методике было проведено моделирование работы инагрузочное тестирование разработанного прототипа [10]. Полученыследующие результаты (см. рис. 4 и 5 ниже).При вычислении скорости обработки транзакций учитывались толькоуспешные (не отмененные из-за локального или глобального конфликта)транзакции. При вычислении времени обработки одной транзакцийучитывались все транзакции.Из графиков видно, что при отсутствии какого-либо управленияпараллельным выполнением транзакций на глобальном уровне количествоодновременных глобальных транзакций менее 75-ти не является достаточным,чтобы полностью загрузить локальные СУБД при использованной аппаратнойконфигурации серверов, – с ростом количества транзакций практическилинейно растет и скорость их обработки.

При количестве транзакций 75-400скорость обработки примерно постоянна, а затем начинает падать из-заслишком большого количества отмен транзакций на локальном уровне. Придополнительном контроле транзакций на глобальном уровне (с применениемпредложенного метода) скорость обработки транзакций снижаетсянезначительно. Более того, при экспоненциальном росте общего времениобработки транзакций составляющая, вносимая дополнительным контролем наглобальном уровне («накладные расходы» при использовании метода), растетлинейно, что подтверждает теоретические выводы, сделанные в третьей главе.К тому же, сама по себе эта составляющая невелика: при 600 одновременно19выполняемых глобальных транзакциях только порядка 10-15% времени уходитна обеспечение сериализуемости истории глобальных транзакций.Скорость обработки транзакцийv (транзакций/сек)1614Без какого-либоконтроля12108С применениемпредложенногометода64251015255075100150200300400500600количество одновременных глобальных транзакций (N G)Рис.

4. Зависимость скорости обработки транзакций от количества одновременныхглобальных транзакцийВремя обработки одной транзакции45,00Времяобработкитранзакции вЛСУБД40,0035,00t (сек)30,0025,0020,00Накладныерасходы прииспользованиипредложенногометода15,0010,005,000,000100200300400500600количество одновременных глобальных транзакций (NG)Рис.

5. Зависимость времени обработки одной глобальной транзакции от количестваодновременных глобальных транзакцийОтсутствие незавершенных глобальных транзакций (с бесконечнымвременем выполнения) при моделировании работы прототипа подтвердило, чтореализованный в прототипе метод управления параллельным выполнениемтранзакций успешно разрешает ситуации глобальной взаимоблокировкитранзакций. Для проверки того, что метод обеспечивает сериализуемостьтранзакций на глобальном уровне, после выполнения каждого теста такжевручную проверялось, не нарушена ли целостность данных в БД. Ни одно изограничений целостности БД в ходе тестирования нарушено не было.20Применение в разработанной мобильной платежной системе технологииМСДД, основанной на предложенном в работе методе, позволило более точно ибез задержек вычислять комиссию при проведении платежей и, в конечномитоге, снизить взимаемую комиссию и получить конкурентное преимущество.В заключении формулируются научные и практические результатыдиссертационного исследования, полученные в ходе работы.В приложениях представлены: БНФ грамматики, использованной длясинтаксического анализа SQL-запросов, фрагмент журнала работы компонентасинтаксического анализа запросов, поясняющий процесс анализа,пользовательский интерфейс разработанной платежной системы, результатымоделирования работы и нагрузочного тестирования прототипа.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫОсновныерезультаты,полученныеавторомдиссертационногоисследования, состоят в следующем:1.

Проведена классификация глобальных информационных систем враспределенной среде, подробно рассмотрены мобильные системы доступа кданным (МСДД) – распределенные гетерогенные базы данных, состоящие изавтономных локальных СУБД, клиенты которых работают в беспроводнойсети. Изучена проблематика управления параллельным выполнениемтранзакций в таких системах на глобальном уровне.2.

Выполнен обзор существующих методов управления параллельнымвыполнением транзакций в таких системах. Сделан вывод о том, чтосуществующие решения обладают рядом недостатков, или не применялись напрактике, или рассматривают вопросы интеграции только тех СУБД, которыеобеспечивают локальную сериализуемость, в то время как многие современныеСУБД, использующие Snapshot-изоляцию (изоляцию «моментальныхснимков»), не обладают этим свойством.3. Предложена математическая модель МСДД, описывающая данные,транзакции и истории транзакций в системе и отличающаяся от существующихмоделей тем, что учитывает особенности управления транзакциями в СУБД,использующихSnapshot-изоляцию(SI).Формализованыкритериисериализуемости и SI-сериализуемости локальных историй транзакций.Доказаны необходимые и достаточные условия сериализуемости глобальнойистории транзакций.214.

Впервые предложен метод управления параллельным выполнениемтранзакций в МСДД, позволяющий интегрировать как СУБД, обеспечивающиелокальную сериализуемость транзакций, так и СУБД, использующие Snapshotизоляцию. На основе математической модели сформулированы и доказанытеоремы, подтверждающие правильность работы метода.5. Разработанный метод обеспечивает атомарность глобальныхтранзакций, их сериализуемость и отсутствие глобальных взаимоблокировок.Для СУБД, гарантирующих локальную сериализуемость, метод полностьюсохраняет их локальную автономность, не оказывая при этом существенноговлияния на производительность. Для СУБД, использующих Snapshot-изоляцию,– позволяет гарантировать как локальную сериализуемость транзакций, так иглобальную сериализуемость при интеграции нескольких СУБД такого типа (засчет частичного нарушения локальной автономности).6. Разработана структурная модель МСДД, позволяющая использоватьполученные теоретические результаты на практике.

Описаны алгоритмыработы глобального менеджера транзакций, учитывающие спецификумобильной среды, проведена оценка сложности алгоритмов.7. На основе упомянутых моделей и методов разработано программноеобеспечение для управления мобильной системой доступа к данным имоделирования ее работы.8. Предложена методика моделирования процесса работы МСДД инагрузочного тестирования системы, позволяющая эмулировать поведениеклиентов системы в мобильной среде.