10、不透明度与原子性：理论剖析与突破路径

不透明度与原子性：理论剖析与突破路径

1. 引言

在事务处理领域，不透明度（Opacity）和原子性（Atomicity）是两个关键概念。理解它们之间的差异以及相关的事务管理器（TM）实现特性，对于设计高效、可靠的事务处理系统至关重要。本文将深入探讨不透明度与原子性的区别，分析TM实现的相关属性，证明复杂度下界，并探讨如何突破这一下界。

2. TM实现的属性

• 不可见读（Invisible reads） ：直观地说，如果在任何只读且成功的操作中，事务不会修改任何基础对象的状态，则称TM共享对象使用不可见读。这里的“成功”指操作不返回值$A_i$，即操作后事务仍然存活。例如，算法AIR实现的TM就使用了不可见读，一个事务$T_i$在t变量$x_m$上执行成功的读操作时，仅从寄存器$TVar[m]$读取数据。更正式的定义如下：
  • 定义9.1（不可见读） ：若在TM共享对象$M$的每个实现历史$E$中，对于任意事务$T_i$、任意t对象$x$、任意只读操作$op$以及任意不同于$A_i$的值$v$，在$(E|M)|T_i$中的操作$e = x.opi →v$里，$T_i$在$E$中于$e$内执行的任何步骤都不会改变任何基础对象的状态，则称$M$使用不可见读。
• 最小渐进性（Minimal progressiveness） ：直观而言，TM对象$M$是最小渐进的，当且仅当事务$T_i$仅在与其他事务并发时才会被强制中止。更正式的定义如下：