[发明专利]从分层的观点协调分布式数据库

说明书

优先权要求

本申请要求2011年08月01日递交的第61/513,932号，名称为“Reconciling a Distributed Database from Hierarchical Viewpoints”，代理人案号为58520-8006.US00的美国临时申请，其内容以引用方式被明示地合并于此。

对相关申请的交互引用

本申请涉及题为“Generalized Reconciliation in a Distributed Database”，也是由贾森·卢卡斯发明的，于2012年8月1日提交的，代理案号为58520-8007.US01的共同未决的美国专利申请__________，其的内容以引用的方式被明示地合并于此。

本申请涉及题为“Systems and Methods for Asynchronous Distributed Database Management”，也由贾森·卢卡斯发明的，于2012年8月1日提交的，代理人案号为58520-8008.US01的共同未决的美国专利申请__________，其内容以引用的方式被明示地合并于此。

技术领域

本发明的具体实施例一般涉及数据库管理技术以及，更具体地说，从各层观点协调和/或以其他方式维护分布式数据库。

背景技术

分布式数据库是一种不是所有的存储装置都被连接到共同的中央处理单元(CPU)的数据库。分布式数据库可以被存储在位于同一物理位置的多台计算机中，或可以分散在处于多个物理位置的互连的计算机网络。分布式系统的位置或场所可能分布在大的区域(如美国或世界)，或在一个小的区域(如建筑物或校园)。在分布式数据库中的数据集合也可以分布在多个物理位置。

通常情况下，分布式数据库系统的目的是让很多用户(客户端或应用)在相同时间的数据集合中的相同信息的使用，同时使它看起来好像每个用户独占访问整个数据集合。分布式数据库系统应以性能的损失最小(潜伏期)和最大事务吞吐量来提供这项服务。也就是说，在位置A的用户必须能够访问(也许更新)在位置B的数据。如果用户更新信息，该更新必须被整个传播分布式数据库系统的资源以维护在分布式数据库系统中的一致性。

分布式数据库通常有两种形式：同步或异步。同步数据库是分布式数据库技术的一种形式，其中跨网络的所有数据不断保持最新，以使得任何站点的用户可以在任何时间的网络上的任何地点访问数据，并得到相同的答案。同步技术保证了数据的完整性并减少得知最近的数据副本的所在位置的复杂性。然而，同步技术往往会导致非常缓慢的响应时间，因为分布式数据库管理系统必须花费大量时间检查更新是准确的以及跨网络的完整传播。

更常见的数据库是异步数据库。异步数据库是分布式数据库技术的一种形式，其中复制数据的副本被存放在不同的节点(或资源)，以使得局部服务器可以访问数据，而无需伸至整个网络。使用异步技术，在整个远程数据库的传播数据更新中会有一些延迟，所以一定程度上，至少暂时不一致是被容许的。异步技术往往有比同步技术更好的响应时间，因为某些更新可能会感知地出现以及数据副本可以以跨越网络的预定时间间隔进行同步。但是，同步副本和串行化的数据库事务以维护同时性是艰巨的任务。

此外，使用异步技术，更新或数据库事务都必须在分布式数据库系统中串行化以维护一致性和/或同时性。如果事务以串行顺序被执行，同时冲突永远不会发生，因为每一个这样的事务将是在特定时间的系统上被执行的唯一事务，并有专用的系统资源。任何新的事务将看到以前事务的结果，再加上它的变化，而不会看到那些尚未启动的事务的结果。在操作中，事务通常同时执行，并且要求到相同资源的同时访问和修改。因此，维护在异步分布式数据库系统中的一致性可能非常复杂并且还可能导致不可接受的响应时间。

同时控制机制被设计来控制同时性。封闭式同时控制机制通过防止资源的无效使用来控制同时性。当一个事务试图以可能无效另一个事务已使用资源的方式的方式使用资源的时候，封闭式同时控制机制直接请求事务以等待(例如，锁定或限制访问机制)，直到该资源可用且没有潜在的冲突。然而，使用封闭式同时控制机制，需要有适当的机制来检测死锁，或所有事务周期都彼此等待。此外，客户端必须经常不必要地等待资源。