[发明专利]交互云应用中AST部分复制和同步方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机支持的协同工作技术领域，具体涉及一种交互云应用中AST部分复制和同步方法。

背景技术

交互云应用

随着云计算技术的发展，越来越多的传统应用被部署成云服务，交互云应用是其中较为重要的一类，例如Google Docs，Microsoft Office 365，Facebook Comment，Disqus等。在这类应用中，通常涉及多用户对共享数据的并发访问和操作，例如Google Docs中的共享文档，Facebook Comment中的评论会话等。数据的一致性维护是构建交互云应用的重要基础之一。

与此同时，移动设备和移动网络技术的发展在一定程度上也促进了云应用的发展和普及，移动技术的发展使得用户可以通过任意设备，随时随地的访问云应用。我们甚至可以认为，移动应用和云应用是一对孪生姊妹。然而，断断续续和高延迟的移动网络往往给流畅的用户体验带来了很大的挑战，这一点是设计实现交互云应用时，需要考虑的。传统协同编辑技术能够在为用户提供快速本地响应体验的同时保证共享数据的一致性，但是，所采用的数据全复制架构在一定程度上受制于移动设备的电源、存储、网络流量等资源限制。

针对移动访问作出的优化，不应该仅仅局限于考虑移动设备的屏幕大小。此外，移动设备在电源、存储空间、网络流量等方面的资源限制，也是交互式云应用需要考虑的因素。

地址空间转换技术AST

地址空间转换技术AST（Address Space Transformation）最初是为实时协同编辑应用提出的一种并发控制和数据一致性维护方法。在典型的实时协同编辑应用中，共享文档被完全复制在各客户端上，AST技术允许用户对文档进行无约束的编辑操作，从而为用户提供快速的本地响应体验。当一组相同操作在所有协作站点上得到执行后，所有副本将处于最终一致状态。作为一种无锁的并发控制方法，AST技术非常适合作为交互式应用中的数据一致性维护技术。

AST技术的基本思想是：在执行一个远程操作之前，将文档状态（即地址空间）回溯到操作产生时的状态，从而该操作可以按照其原始形式被执行，操作执行后，再将文档状态恢复到最新状态。为了实现地址空间转换，即实现文档状态的回溯和恢复，执行过的历史操作将被记录下来，并保存在对应的目标节点中；被删除的节点并不从地址空间中被移除，而是将其设置成无效状态。

 然而，值得注意的是，AST技术是针对数据全复制体系架构提出的，其中的地址空间转换则通过遍历整个地址空间并设置所有节点的有效状态标志来实现。

基于向量时间戳的操作关系判定

操作间的因果先序关系和并发关系判定是多用户交互式应用中数据一致性维护的基础。基于向量时间戳的操作关系判定方法是最为常见的一种。对于一个有N个站点参与的交互式应用中，向量时间戳                                                是由N个逻辑时钟组成的一个向量，其中表示站点上已经执行了来自站点的操作个数。给定两个操作和，它们分别产生于站点和站点，操作产生时的文档向量时间戳分别为和，和之间的关系可以通过如下方式判定：

（1）。因果先序于，当且仅当对于任意的，，且

存在，使得；

(2) 。并发于，当且仅当且。

在操作传向其它站点时，操作产生时的文档状态向量时间戳也随操作一同传向目标站点，以确定操作之间的关系。由于向量时间戳的长度等于参与站点的数目，因此，基于向量时间戳的操作关系判定方法仅适用于小规模用户的交互式应用，并且随着用户的退出或新用户的加入，向量时间戳的长度也要随之改变。

需要解决的关键问题

虽然已有的协同编辑技术（如AST）可以实现快速的本地响应体验并维护共享数据的一致性，然而，所采用的数据全复制架构在一定程度上受制于移动设备的电源、存储、网络流量等方面的资源限制。因此在数据部分复制的体系结构下，有以下几个关键问题需要解决：

（1）  如何对共享数据进行部分复制并增量式的构建客户端副本？

用户可能对共享数据中的任意部分感兴趣，并且需要通过连续的数据复制请求更新客户端副本，因此，需要设计一种共享数据的部分复制和副本的增量式构建方法。

（2）如何确定并发操作并正确的执行地址空间转换？