基于时间戳的并发控制

实现基于时间戳的事务处理原型。

TO算法流程

  • 维护若干时间戳
    • 事务时间戳:以事务开始时间标识事务的先后顺序,表示为ts(T)
    • 数据项读写时间戳:记录读写该数据的最新事务的时间戳,表示为r_ts(X), w_ts(X)
  • 另每个数据项x有三个队列,分别为读队列dm_read(x),写队列dm_write(x),预写队列dm_pre(x)。min_R_ts(x),min_P_ts(x)分别为读队列最小时间戳和预写队列最小时间戳。
  • 同一事务后续的写失败导致之前的写撤销,引发一系列异常
    • 所有写均不能直写数据,需先预写成功,再进行数据的修改
  • 事务对某数据进行第一次读后,其他事务修改该数据,导致不可重复读
    • 读操作copy出一份数据,后续对该数据的读都在该副本上操作

读操作

  • 若读时间戳小于数据的写时间戳,ts(R)<w_ts(x),abort;
  • 若读时间戳大于预写队列的最小时间戳,ts(R)>min_P_ts(x),则暂时不能执行,先缓存到dm_read(x);
  • 否则,则可以直接执行读操作。

预写操作

  • 所有的写操作都先做预写,为了避免级联回滚,即pre_write
  • 若预写时间戳小于数据的读或写时间戳,ts(P)<R_ts(x)或W_ts(x),abort;
  • 否则,缓存到预写队列dm_pre(x)中;

写操作

  • 若写请求时间戳大于min_P_ts(x)或min_R_ts(x),缓存到写请求队列dm_write(x)中
  • 否则,直接执行
    • 每执行一个写操作,min_P_ts(x)增大,执行小于该时间戳的读操作;相应的,min_R_ts(x)增大,执行小于该时间戳的写操作
    • 其实相当于将读队列和预写队列的请求按时间戳从大到小依次执行

代码说明

本人完成的代码原型已经上传到GitHub

代码结构

  • global.h:全局配置及变量
  • data_to.h/.cpp:基于时间戳的并发控制的算法
  • cc_to.h/.cpp:基于时间戳的读写操作实现
  • main.cpp:程序入口,测试程序的实现

算法实现

  • 读操作
    • 由cc_lock中get()实现,调用data_to中access(),请求类型为R_REQ
  • 写操作
    • 由cc_lock中update()实现,先调用access(),请求类型为P_REQ
    • 若P_REQ执行成功,再调用access(),请求类型为W_REQ
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