26、分布式数据库：数据复制、查询处理与并发控制

分布式数据库：数据复制、查询处理与并发控制

1. 数据复制策略

数据复制是指在多个站点上存在相同的数据副本，这实际上引入了一定程度的冗余。采用数据复制策略主要有两个重要原因：
- 数据可在请求信息的站点或其附近站点获取，从而减少数据传输需求。
- 提高整体数据可用性，若某个站点出现故障，可从其他站点获取相同数据的副本。

数据复制有以下三种方式：

1.1 全复制数据库

在全复制数据库环境中，所有站点都包含完整的数据库。每个数据元素在每个站点都可获取，这极大地提高了数据可用性和容错能力。几乎所有查询都可在本地执行，无需从其他站点检索数据，查询执行性能较高。然而，这种方案也存在明显缺点，整体性能（包括更新操作）较差。因为当用户在一个站点更新数据库时，必须将这些更改复制到所有其他站点以维护数据的完整性和一致性，而且并发控制和数据恢复也较难实现。

1.2 部分复制数据库

在部分复制数据库环境中，部分数据库或表在部分站点进行复制。并非每个数据库元素都存在于每个站点，具体复制哪些数据库、如何复制以及在哪些站点复制，需根据具体环境决定。一般来说，应复制查看频率高于更新频率的数据库，这样可在不过多增加开销的情况下提供更好的性能。

1.3 无复制

在无复制环境中，数据元素仅存储在一个位置。这与全复制相反，不存在更新开销，但由于只有一份数据副本，数据可用性不高。若包含特定数据元素的站点出现故障，用户请求该数据时需等待。此外，由于查询无法在本地执行，数据传输需求较高，分布式数据库管理系统（DDBMS）必须先从相关站点获取数据才能执行查询。