[发明专利]一种多主云数据库场景下基于分区的并发控制方法

权利要求书

1.一种多主云数据库场景下基于分区的并发控制方法，其特征在于采用动态分区方法，通过事务序号进行跨分区并发控制，实现多主云数据库场景下事务序号的分配，并以此维护可能存在冲突的事务间的串行化调度，所述动态分区根据事务访问的数据范围分区执行事务，各分区内有独立的事务日志记录，并将事务类型划分为单分区事务和跨分区事务，实现根据数据访问信息动态的调整数据库分区以适应动态负载；

所述动态分区具体包括如下步骤：

步骤A1：集群初始化时将所有服务器划分至一个分区，由此构成一个单分区，所有事务都仅访问这个分区内的数据；

步骤A2：所有事务都会向本分区内的协调节点异步发送该事务的数据访问情况，各分区协调节点会将事务访问信息分批次发送给全局协调节点，一定时间后全局协调节点运行分区算法依据收集的数据访问信息重新划分分区；

步骤A3：重复步骤A2，全局协调节点通过收集一定时间内事务访问的数据信息，动态的根据负载调整分区策略；

所述步骤A2中的分区算法包括如下步骤：

步骤A21：全局协调节点收集一定时间内的事务访问信息后以页为单位通过并查集的形式构建数据访问图，初始时各数据都属于独立的集合；

步骤A22：在各个分区内随机访问某个单分区事务T，将事务T访问的数据整合至一个集合，如果事务T访问的数据中有部分数据已存在于其他集合中便重新选择事务，重复上述步骤直至选出β个不相交的集合或单分区事务遍历完全；

步骤A23：再次遍历各个分区内的所有单分区事务，对于访问的数据集合不超过一个的事务，将此事务访问的所有数据都合并到同一集合中，遍历完成后将每个分区选出的集合作为新分区；

步骤A24：遍历所有事务，统计新分区两两之间的共同访问次数，合并共同访问次数最多的新分区组合，重复此步骤直至集群中跨分区事务占比低于预设的阈值；

所述通过事务序号进行跨分区并发控制包括如下步骤：

步骤B1：计算节点根据事务访问的数据范围将事务发送至所属分区执行，加入一逻辑分区用来处理访问多个分区的事务，事务开始执行时发送事务序号请求信息至分区协调节点；

步骤B2：分区协调节点负责事务序号的分配并在需要时与其他分区协调节点交互，事务序号由三部分组成：事务所属分区P，事务所属分区序号S-TSN表示事务在分区内部的顺序位置，对于跨分区事务S-TSN统一置0，跨分区事务序号M-TSN表示此事务对应的跨分区事务序号；对于逻辑分区协调节点，分配跨分区事务序号时需要通知其他分区协调节点置M-TSN+1；

步骤B3：事务在本地乐观执行完成后进入冲突检测阶段，通过检测事务是否与冲突域内其他事务存在数据访问冲突确定事务的提交或终止，并将事务日志或无效标记广播至相关节点；

所述步骤B3中的冲突检测包括如下步骤：

步骤B31：通过查看事务序号比较事务是否需要等待日志空洞，对于单分区事务，当事务获取序号TSN(T1) = [p1,x1,y1]后，S-TSN(x1)，M-TSN(y1)分别表示在事务T1提交之前有x1-1个本分区事务和y1个跨分区事务的日志空洞需要补全；对于跨分区事务，当事务获取序号TSN(T2) = [0,0,y2]后，M-TSN(y2)表示在事务T2提交之前有y2-1个跨分区事务日志空洞需要补全，同时还需根据事务所访问的分区，查询相应分区序号分配情况，等待对应分区的其他事务日志到来；上述日志的空洞不是严格意义上需要等待实际日志到来，对于确定回滚或其他无效日志，仅需要将此空洞置为无效位即可；

步骤B32：对于事务冲突域中已到来的事务日志，计算节点会提取其访问的数据页等相关信息，确定当前待提交事务访问的数据是否和其它事务存在数据访问冲突；

步骤B33：若存在冲突，则直接回滚该事务，记录事务状态为终止，若所有在冲突域中的事务都没有与此事务构成冲突，则选择提交该事务。

2.根据权利要求1所述多主云数据库场景下基于分区的并发控制方法，其特征在于所述跨分区并发控制根据事务序号的分配维护多个写节点的场景下数据的一致性。