Методы управления транзакциями в современных СУБД

(см. источник)

Аннотация

Курс знакомит слушателей с различными аспектам управления транзакциями в централизованных и распределенных СУБД. Рассматриваются основные методы контроля параллельного выполнения транзакций, их особенности и применимость на практике. Кроме того обсуждаются методы восстановления состояния базы данных после программных и аппаратных сбоев, применяемые в таких популярных системах как DB2, Microsoft SQL Server, Lotus Domino, IBM MQSeries, NT file system и многих других. В курсе подробно рассматриваются методы эффективной архивации (online backup) баз данных и их реализация в существующих СУБД.

Особое внимание в курсе уделяется нестандартным приложениям баз данных (CAD/CAM, SDE), обсуждаются их особенности, требования к транзакционным механизмам и методы их поддержки в современных коммерческих системах.

Программа спецкурса

Лектор — мл. н. с. П. О. Плешачков.

• Введение.
  • Предпосылки возникновения транзакций.
  • Классическое определение транзакций и их основные свойства.
  • Понятие модели транзакций.
  • Централизованные и распределенные транзакции.
• Глава 1. Механизмы контроля параллельного выполнения транзакций (concurrency control).
  • Понятие сериализуемости транзакций.
  • Основные критерии сериализуемости транзакций.
  • Методы сериализации транзакций.
    • Алгоритмы, основанные на блокировках (двухфазный протокол, древовидный протокол, гранулированные блокировки, предикатные блокировки).
    • Метод временных меток.
    • Алгоритмы, основанные на версиях.
    • Оптимистические протоколы.
    • Алгоритмы сериализации на дополнительных древовидных структурах типа B-дерево.
  • Методы управления deadlocks (способы их обнаружения, разрушения и предотвращения).
• Глава 2. Методы восстановления сосотояния БД после сбоев (recovery).
  • Виды сбоев и их особенности.
  • Основные способы восстановления (журнализация, WAL протокол, shadows).
  • Логическая и физическая журнализация.
  • Алгоритмы восстановления в System R.
  • ARIES — алгоритм эффективного восстановления после сбоев.
  • ARIES/IM — алгоритм эффективного восстановления после сбоев для индексных структур.
  • Алгоритмы эффективного архивирования состояния БД (online backup).
• Глава 3. Распределенные транзакции.
  • Понятие распределенной транзакции, основные особенности и характеристики.
  • Методы управления распределенными транзакциями в R*.
• Глава 4. Механизмы контроля параллельного выполнения транзакций в нестандартных приложениях.
  • Особенности нестандартных приложений и их требования к транзакциям.
  • Расширенные модели транзакций.
  • «Длинные» транзакции и методы их поддержки.
  • Методы поддержки кооперации транзакций.

Литература

Основная

• P. Bernstein, V. Hadzilacos, N. Goodman. Concurrency Control and Recovery in Database Systems. — Addison Wesley, Reading, Mass, 1987.
• Г. Гарсиа-Молина, Д. Ульман, Д. Уидом. Системы баз данных: полный курс. — Изд. «Вильямс», 2003.
• C. Mohan, D. Haderle, P. Schwarz. ARIES: A Transaction Recovery Method Supporting Fine-Granularity Locking and Partial Rollbacks Using Write-Ahead Logging. — ACM Transactions on Database Systems, Vol. 17, №1, March 1992.
• C. Mohan, F. Levine. ARIES/IM: An efficient and high concurrency index management method using write-ahead logging. — ACM SIGMOD 1992.
• C. Mohan, Inderpal Narang. An Efficient and Flexible Method for Archiving a Data Base. — ACM SIGMOD, 1993.
• N. Barghouti, G. Kaiser. Concurrency Control in Advanced Database Applications. — ACM Computing Surveys, 1991.

Дополнительная

• J. Gray, A. Reuter. Transaction Processing: Concepts and Techniques. — Morgan Kaufmann, 1993.
• G. Weikum, G. Vossen. Transactional Information Systems. — Morgan Kaufmann, 2002, ISBN: 1-55860-508-8.
• H. Garcia-Molina, J. D. Ullman, J. Wodom. Database systems: the complete book. — Prentice Hall, 2002.
• K. Eswaran, J. Gray, R. Lorie, I. Traiger. The notions of consistency and predicate locks in a database system. — Communications of the ACM, 1976.
• J. Gray, A. Lorie, et al. Granularity of locks in a large shared data base. — In Proceedings of the International Conference on Very Large Data Bases, Framingham, Massachusetts, 1975.
• H. T. Kung, J. T. Robinson. On optimistic concurrency control methods. — ACM Trans. Database Syst., 1981.
• J. Gray, P. McJones, M. Blasgen, B. Lindsay, R. Lorie, T. Price, F. Putzolu, I. Traiger. The recovery manager of the System R database manager. — ACM Comput. Surv. 1981.
• R. Bayer, H. Heller, A. Reiser. Parallelism and Recovery in Database Systems. — ACM Transactions on Database Systems, Vol. 5, №2, 1980.
• C. Mohan, H. Pirahesh, R. Lorie. Efficient and Flexible Methods for Transient Versioning of Records to Avoid Locking by Read-only Transactions. — ACM SIGMOD 1992.
• C. Mohan. A Cost-Effective Method for Providing Improved Data Availability During DBMS Restart Recovery After a Failure. — In Proceedings of the International Conference on Very Large Data Bases, 1993.
• C. Mohan, B. Lindsay, R. Obermarck. Transaction Management in the R* Distributed Database Management System. — ACM Trans. Database Systems, 1986.
• C. Mohan. Interactions Between Query Optimization and Concurrency Control. — RIDE-TPQ, 1992.
• C. Mohan. Less Optimism About Optimistic Concurrency Control. — RIDE-TPQ, 1992.
• P. Lehman, B. Yao. Efficient locking for concurrent operations on B-trees. — ACM Transactions on Database Systems, Vol. 6, Issue 4, 1981.
• T. Harder, K. Rothermel. Concurrency Control Issues in Nested Transactions. — VLDB Journal, 1993.
• H. Garcia-Molina, K. Salem. Sagas. — ACM SIGMOD, 1987.
• K. Salem, H. Garcia-Molina, R. Alonso. Altruistic locking: a strategy for coping with long-lived transactions. — In Proceedings of the 2nd International Workshop on High Performance Transaction Systems, 1987.

Вспомогательная

• Страничка C. Mohan, посвященная семейству алгоритмов ARIES, очень много интересной информации, почти все статьи в открытом доступе.
• Личная страничка Фила Бернстайна http://research.microsoft.com/~philbe/
• Личная страничка Джима Грея http://research.microsoft.com/~gray/