17、面向事务应用中副本的组通信协议

面向事务应用中副本的组通信协议

1. 引言

在分布式应用里，多个对象组成的组相互协作，对象发送的消息需按因果关系传递到目标对象。传统组协议虽能对网络中的消息进行因果排序，但会带来 $O(n)$ 到 $O(n^2)$ 的计算和通信开销。从应用角度看，对所有消息进行因果排序并无意义。

为解决这一问题，引入事务概念来定义对应用有重要意义的消息之间的因果关系。事务在客户端处理器向服务器处理器发送读写请求以操作对象，服务器则将响应返回给客户端。基于事务概念，定义重要消息并对其进行因果排序。同时，为提高系统的可靠性、可用性和性能，每个对象都进行了复制。

常见的向量时钟虽广泛用于消息的因果排序，但在事务启动和终止时，其方案需要改变。因此，提出了对象向量，其大小由对象数量决定，而非事务数量。还将探讨基于对象向量的 TBCO（基于事务的因果排序）协议，该协议仅对重要消息进行因果排序。

2. 事务消息

2.1 事务

系统由通过网络互连的多个处理器 $p_1, …, p_N$（$N > 1$）组成。为增强系统性能，对象会被复制，每个对象 $o_a$ 的副本分配到一个处理器 $p_t$ 中。当处理器 $p_t$ 接收到带有操作 $op_a$ 的请求消息 $m$ 时，会计算该操作并将响应消息返回给发送者。不过，网络中消息可能丢失或乱序传递。

客户端处理器 $p_s$ 中的事务 $T_i$ 会向服务器处理器发送读写请求来操作对象 $o_a$ 的副本。读请求会发送到拥有该对象副本的一个处理器，而写请求会发送到所有副本，即采用“一读多写”原则。事务 $T_i$ 结束时会提交（$c_i$）或中止（$a_i$），若所有操作