這篇文章主要介紹“Trafodion事務(wù)管理怎么理解”，在日常操作中，相信很多人在Trafodion事務(wù)管理怎么理解問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”Trafodion事務(wù)管理怎么理解”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！

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Trafodion這個(gè)詞的本意是“事務(wù)”，可見(jiàn)項(xiàng)目組對(duì)事務(wù)處理的重視程度。

事務(wù)主要用來(lái)防止和處理數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的錯(cuò)誤。首先理解什么是數(shù)據(jù)一致性，給出具體的定義實(shí)在太為難筆者。還是舉個(gè)例子吧。筆者年輕時(shí)大家都知道“香港四大天王”，他們是劉德華，張學(xué)友，黎明和郭富城。我定義這四個(gè)名字是“一致的”，而“劉學(xué)友”或者“張德華”就不是一致性的數(shù)據(jù)?；蛘咴诮榻B的時(shí)候不全：比如“香港四大天王是：劉德華,”，其他天王要不高興了。另外，劉德華唱過(guò)《忘情水》，如果數(shù)據(jù)庫(kù)查詢得到劉德華唱了《吻別》，也是不一致的數(shù)據(jù)。

造成數(shù)據(jù)不一致主要有兩種因素，分別用兩種事務(wù)技術(shù)解決。在Trafodion中，一個(gè)技術(shù)是日志；另一個(gè)技術(shù)是多版本并發(fā)控制MVCC。

日志

第一種造成數(shù)據(jù)不一致的因素是不可預(yù)知的故障。故障會(huì)導(dǎo)致正在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程異常中斷，比如數(shù)據(jù)正在往磁盤(pán)中寫(xiě)入的時(shí)候系統(tǒng)斷電，那么結(jié)果就是未知的，有可能寫(xiě)入了不完整的數(shù)據(jù)。比如應(yīng)該寫(xiě)入”張學(xué)友”覆蓋原本的”劉德華”，卻只寫(xiě)了”張”，剩下兩個(gè)字節(jié)沒(méi)來(lái)得及寫(xiě)入，所以還是老數(shù)據(jù)，于是磁盤(pán)數(shù)據(jù)變成“張德華”，造成數(shù)據(jù)了不一致，從來(lái)沒(méi)有這個(gè)天王；或者說(shuō)正在順序?qū)懭胨膫€(gè)人的名字，斷電了，只寫(xiě)了劉德華，其他人都沒(méi)寫(xiě)，也是不一致，要么4位全寫(xiě)，要么全都不寫(xiě)，寫(xiě)一個(gè)漏掉其他算是什么意思，看不起其他天王么？

處理這類(lèi)錯(cuò)誤的方法是WAL日志，write ahead log。即每次寫(xiě)入數(shù)據(jù)之前，先將變化寫(xiě)入日志，再寫(xiě)數(shù)據(jù)。這樣，如果有錯(cuò)誤發(fā)生，通過(guò)查詢?nèi)罩荆涂梢赃M(jìn)行恢復(fù)。比如前面的例子，在將“張學(xué)友”寫(xiě)入數(shù)據(jù)文件之前，先寫(xiě)入日志。這樣即便發(fā)生了故障，也不會(huì)有問(wèn)題，如果故障發(fā)生在寫(xiě)日志的過(guò)程中，那么數(shù)據(jù)文件中依然是“劉德華”。如果故障發(fā)生在寫(xiě)數(shù)據(jù)文件的過(guò)程中，那么雖然數(shù)據(jù)文件中是“張德華”，但是WAL日志中卻是正確的數(shù)據(jù)“張學(xué)友”，我們將日志replay一下，用“張學(xué)友”覆蓋“張德華”即可。
如果遇到寫(xiě)中斷錯(cuò)誤，則可以利用日志將做過(guò)的操作全部撤銷(xiāo)，比如寫(xiě)入了劉德華，然后出錯(cuò)了，查詢?nèi)罩?，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)寫(xiě)了劉德華，那么rollback就是把“劉德華”刪除掉。
通過(guò)日志，保證了在任何錯(cuò)誤情況下，事務(wù)的一致性，即ACID中的A和D。

傳統(tǒng)的日志技術(shù)包括Redo，undo, redo/undo等。和所有其他數(shù)據(jù)庫(kù)一樣，Trafodion采用redo/undo日志。

Trafodion采用HBase的WAL做Redo日志，當(dāng)region恢復(fù)時(shí)，HBase負(fù)責(zé)回放WAL進(jìn)行恢復(fù)。

在R1.0版本中，Trafodion將寫(xiě)入數(shù)據(jù)緩存在內(nèi)存中，提交的時(shí)候才將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)，因此不需要undo日志。如果事務(wù)需要回滾，只需要將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)丟棄即可。

目前計(jì)劃在R1.2版本中，Trafodion將使用一種被稱(chēng)為SSCC的最新技術(shù)，SSCC利用HBase的多版本支持存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的變化歷史，以便提供repeated read隔離級(jí)別，這些數(shù)據(jù)歷史同時(shí)作為undo日志。

MVCC的并發(fā)控制方法

還有一種錯(cuò)誤，靠日志也不管用，就是多個(gè)事務(wù)并發(fā)寫(xiě)同一個(gè)數(shù)據(jù)，這類(lèi)錯(cuò)誤和我們?cè)诙嗑€程程序中修改共享變量時(shí)發(fā)生的race condition是同一類(lèi)問(wèn)題。比如我們有兩個(gè)線程寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)，都要更新歌曲排行榜的第一名。線程A寫(xiě)入一行數(shù)據(jù)：[ singer=>劉德華, song=>忘情水]；線程B寫(xiě)入另一行數(shù)據(jù)[ singer=>張學(xué)友，song=>吻別]。A和B一起寫(xiě)，一種可能的寫(xiě)法為A寫(xiě)了歌手后被B打斷，B寫(xiě)了歌手和歌曲，A恢復(fù)執(zhí)行，寫(xiě)入歌曲。最后變成了[ singer=>張學(xué)友, song=>忘情水]?？墒菑垖W(xué)友沒(méi)有唱過(guò)《忘情水》。

處理第二類(lèi)錯(cuò)誤的方法被稱(chēng)為并發(fā)控制。通常有兩種解決方案，第一種是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)通常使用的方法，即鎖管理器；第二種是MVCC（多版本并發(fā)控制）。Trafodion采用MVCC的方法，沒(méi)有使用鎖管理器。因此在Trafodion中沒(méi)有因?yàn)殒i而引起的讀寫(xiě)阻塞和死鎖問(wèn)題。
MVCC的基本思想和人們使用SVN版本控制系統(tǒng)是一樣的，每個(gè)程序員都是一個(gè)事務(wù)，而修改的代碼就是數(shù)據(jù)庫(kù)中的表。如果用sourcesafe，那么就類(lèi)似鎖管理，張三修改寫(xiě)文件A的時(shí)候別人誰(shuí)都不能讀寫(xiě)，等張三修改完check in才行。用SVN后，如果張三正在寫(xiě)文件A，他寫(xiě)的是本地的一個(gè)版本，另外的人想讀，可以隨時(shí)讀；別的程序員也可以修改文件A。但是兩個(gè)人不能都commit。先commit的人成功，后commit的人需要做merge，如果兩個(gè)人修改了不同的行（類(lèi)似兩個(gè)事務(wù)修改不同數(shù)據(jù)行），則一般都可以commit，SVN可以自動(dòng)merge。否則就有沖突，需要第二個(gè)commit的人手動(dòng)merge，或者干脆放棄(Abort)。Trafodion的MVCC方法和這個(gè)過(guò)程完全一樣。

HBase本身提供多版本服務(wù)，因此非常適合采用MVCC技術(shù)。每個(gè)寫(xiě)操作都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)版本，而不會(huì)覆蓋老版本數(shù)據(jù)。讀操作根據(jù)事務(wù)開(kāi)始時(shí)間，讀取正確的數(shù)據(jù)版本，即數(shù)據(jù)的一個(gè)歷史快照。這避免了幻讀，提供了repeated read隔離級(jí)別的保證。筆者孤陋寡聞，竊以為MVCC是Oracle最先采用的，Oracle工程師經(jīng)常對(duì)此非常自豪，因?yàn)樽x不會(huì)被寫(xiě)阻塞，提供了很高的并行度。后來(lái)innodb山寨了Oracle的所有實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，使得MySQL也擁有了類(lèi)似的能力；PostgreSql則采用了和Oracle/innoDb不同的MVCC實(shí)現(xiàn)方法，Trafodion的實(shí)現(xiàn)更加類(lèi)似于Postgresql，即保存多版本數(shù)據(jù)用來(lái)提供快照讀取，而非用作undo日志，然后定期進(jìn)行垃圾收集，刪除過(guò)期的快照。而Oracle則利用了undo日志來(lái)作為歷史快照；前者讀取歷史版本的速度很快，因?yàn)閿?shù)據(jù)和快照都在一起，但需要處理每條歷史數(shù)據(jù)，檢查它們的可見(jiàn)性，比較低效；Oracle則需要到undo segment中讀取歷史數(shù)據(jù)，應(yīng)用undo日志對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回滾，貌似會(huì)比較慢；但是不需要考慮GC的問(wèn)題，而且節(jié)約了空間，因?yàn)閡ndo空間一舉兩得。所以筆者認(rèn)為Oracle/InnoDB的模式好些，但也主要還是取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)景，假如并發(fā)很高，讀取歷史版本的比例比讀取最近數(shù)據(jù)的頻率還要高，則PostgreSQL/Trafodion的模式應(yīng)該更好，因?yàn)樗鼈冏x取快照的效率更好。
不過(guò)作者水平經(jīng)驗(yàn)都很有限，在這里議論其他產(chǎn)品有點(diǎn)兒心中坎坷，各位如果不以為然還請(qǐng)不吝賜教。

在Commit的時(shí)候，進(jìn)行write-write沖突檢測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)并發(fā)事務(wù)同時(shí)寫(xiě)一行數(shù)據(jù)，就依據(jù)”first committer win”的原則處理，第一個(gè)提交的事務(wù)成功，而其他的事務(wù)則失敗回滾。如前所述的線程A和B，A寫(xiě)入歌手信息劉德華之后，被打斷，B寫(xiě)入張學(xué)友唱《吻別》，這條數(shù)據(jù)不會(huì)覆蓋原始數(shù)據(jù)，而是新生成一條記錄，(有些人喜歡稱(chēng)為COW)，這條記錄用線程B的事務(wù)ID標(biāo)記它。這時(shí)線程A被調(diào)度回來(lái)，繼續(xù)寫(xiě)入，同樣A寫(xiě)的劉德華唱《忘情水》也不會(huì)覆蓋原始數(shù)據(jù)，而是新生成一條新的記錄，用A的事務(wù)ID標(biāo)記。在commit的時(shí)候，Trafodion發(fā)現(xiàn)，這同一行數(shù)據(jù)有兩條新紀(jì)錄，根據(jù)first commit win的原則，A獲勝。所以如果線程A提交，會(huì)成功；而線程B提交的時(shí)候會(huì)報(bào)錯(cuò)，回滾。最終數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄為劉德華唱的《忘情水》。是一致的。

Trafodion目前的版本為R1.0，在今后的版本中(計(jì)劃在R1.2版本中)使能一種新的并發(fā)控制算法SSCC。SSCC是中科院的研究成果，Trafodion團(tuán)隊(duì)和中科院緊密合作，即將推出這一全新的并發(fā)控制機(jī)制，SSCC提供比SnapShot Isolation更高級(jí)的隔離級(jí)別，同時(shí)對(duì)無(wú)狀態(tài)寫(xiě)操作有很高效的支持。
SSCC認(rèn)為SQL的寫(xiě)操作有兩種：stateful的寫(xiě)比如a=a+1，是有狀態(tài)的；stateless的寫(xiě)，比如delete，或者覆蓋舊數(shù)據(jù)，這類(lèi)寫(xiě)操作和歷史狀態(tài)無(wú)關(guān)。
無(wú)狀態(tài)寫(xiě)在web應(yīng)用中非常普遍，比如Google的index generating。采用這一機(jī)制，Trafodion可以高效地為相關(guān)的web應(yīng)用提供強(qiáng)大的支持。

筆者也會(huì)嘗試在后續(xù)的博客中介紹SSCC這一創(chuàng)新的并發(fā)控制算法。

并發(fā)控制保證了ACID中的I。
最后還有ACID的C沒(méi)有提到，是"一致"的意思，然而這個(gè)C卻不是靠事務(wù)處理器來(lái)保證的。ACID的Consistency靠數(shù)據(jù)庫(kù)的約束保證。因此筆者不喜歡用ACID來(lái)描述事務(wù)。但是這個(gè)是經(jīng)典，也不得不提。

兩階段提交

對(duì)于單機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)，比如MySQL，Oracle (not RAC)，SQL Server，PostgreSql (not xl版)等，以上兩個(gè)技術(shù)就完全可以實(shí)現(xiàn)ACID事務(wù)了。但是Trafodion是一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，操作分布在集群的不同節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，比如兩條寫(xiě)操作可能由兩個(gè)不同的ESP在不同節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，所以Trafodion還需要處理分布式事務(wù)。

Trafodion的事務(wù)處理器將并發(fā)控制的職責(zé)分成兩部分，TM(Transaction Manager)負(fù)責(zé)整個(gè)事務(wù)的分布式并發(fā)控制，保證事務(wù)本身的一致性；RM(Resource Manager)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的并發(fā)控制，保證數(shù)據(jù)的一致性。

具體來(lái)說(shuō)，RM采用前面所說(shuō)的MVCC技術(shù)，提供Snapshot Isolation級(jí)別的數(shù)據(jù)一致性。

在Trafodion中，每個(gè)HBase的Region都是一個(gè)RM。一個(gè)事務(wù)很可能會(huì)在多個(gè)Region上操作，比如事務(wù)需要更新兩行數(shù)據(jù)，而它們分別屬于兩個(gè)不同的Region。在這種情況下，一個(gè)事務(wù)會(huì)有多個(gè)RM參與。而HBase的Region很可能運(yùn)行在不同的物理節(jié)點(diǎn)上，因此這是一種分布式事務(wù)。分布式事務(wù)由TM保證整個(gè)事務(wù)的一致性。

TM使用兩階段提交協(xié)議來(lái)保證分布式事務(wù)的一致性。兩階段提交是一個(gè)非常簡(jiǎn)單直觀的協(xié)議，類(lèi)似公司的秘書(shū)安排幾個(gè)人都必須參加的會(huì)議。第一階段：秘書(shū)發(fā)信給所有參與者：“周一下午3點(diǎn)開(kāi)會(huì)，OK?”，如果所有有人都回復(fù)“OK”，則最終決定開(kāi)會(huì)進(jìn)入第二階段；如果有人回答no，或者有人不回答，則不開(kāi)會(huì)進(jìn)入第二階段；第二階段根據(jù)第一階段的結(jié)果進(jìn)行不同處理，如果是開(kāi)會(huì)，秘書(shū)給每個(gè)人發(fā)信: '確定周一下午3點(diǎn)開(kāi)會(huì)'；如果不開(kāi)會(huì)，秘書(shū)給每個(gè)人發(fā)信：‘不開(kāi)會(huì)’。

每個(gè)事務(wù)都由一個(gè)TM發(fā)起，事務(wù)開(kāi)始的時(shí)候，TM會(huì)給事務(wù)創(chuàng)建一個(gè)ID。此后，事務(wù)中的每一個(gè)DML操作都帶有該ID，用來(lái)在RM內(nèi)部確定該讀取的數(shù)據(jù)版本。

在提交的時(shí)候，TM先進(jìn)行第一階段的prepare commit，向每個(gè)RM發(fā)送prepare消息。RM在收到prepare消息時(shí)，進(jìn)行write-write沖突檢測(cè)，如果有沖突則返回沖突，否則返回提交成功。TM得到所有RM的回復(fù)后進(jìn)行判斷，如果所有的RM都提交成功，則該事務(wù)成功，否則事務(wù)失??；進(jìn)入第二階段，如果事務(wù)成功，TM向所有RM發(fā)送commit消息，每一個(gè)RM收到commit消息后將事務(wù)的所有操作都寫(xiě)入物理磁盤(pán)，完成事務(wù)處理；如果有任何一個(gè)RM返回沖突，或者任何一個(gè)RM超時(shí)沒(méi)有反應(yīng)，TM認(rèn)為事務(wù)失敗，在第二階段向所有的RM發(fā)送abort消息；每個(gè)RM在收到abort消息后進(jìn)行事務(wù)回滾操作。

DDL事務(wù)

從R1.1版本開(kāi)始，Trafodion還支持DDL的事務(wù)處理，比如創(chuàng)建2個(gè)表，第一個(gè)成功，第二個(gè)失敗，回滾后，兩個(gè)表都不存在。

到此，關(guān)于“Trafodion事務(wù)管理怎么理解”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！

當(dāng)前名稱(chēng)：Trafodion事務(wù)管理怎么理解
網(wǎng)站網(wǎng)址：http://aaarwkj.com/article24/gjdsje.html

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