28、复制数据库的一致性与更新管理策略解析

复制数据库的一致性与更新管理策略解析

1. 复制透明性与研究框架

复制协议在复制透明性上存在差异。部分协议要求用户应用知晓事务操作提交的主站点，这类协议为用户应用提供的复制透明性有限。而另一些协议通过涉及每个站点的事务管理器（TM），为用户应用提供了完全的复制透明性，用户应用可将事务提交给本地 TM 而非主站点。

接下来将围绕复制数据库展开一系列讨论。首先探讨复制数据库的一致性问题，接着分析集中式与分布式更新应用以及更新传播的不同方式，随后讨论具体的复制协议，还会探讨使用组通信原语减少复制协议的消息开销，最后引入故障情况并研究协议如何修订以处理故障。

2. 复制数据库的一致性

复制数据库的一致性涉及两个方面：相互一致性和事务一致性。

2.1 相互一致性

相互一致性标准可分为强和弱两种，适用于不同一致性要求的应用。
- 强相互一致性 ：要求在更新事务执行结束时，数据项的所有副本具有相同的值。常见的实现方式是在更新事务的提交点执行两阶段提交（2PC）。
- 弱相互一致性 ：更新事务终止时，数据项副本的值无需相同，但在更新活动停止一段时间后，值最终会相同，即最终一致性。Saito 和 Shapiro 给出的最终一致性定义如下：
- 任何时刻，每个副本的历史前缀与其他副本的历史前缀的一部分等价，称为该副本的已提交前缀。
- 每个副本的已提交前缀随时间单调增长。
- 已提交前缀中的所有非中止操作满足其前置条件。
- 对于每个提交的操作 α，α 或其中止操作最终会包含在已提交前缀中。不过，很