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[word格式] 基于角色的分布式事务处理模型设计[word格式] 基于角色的分布式事务处理模型设计 基于角色的分布式事务处理模型设计 第 20 5 056 期 年月 微机发展 MicrocomputerDevelopment Vo1.15No.6 Jun.2005 基于角色的分布式事务处理模型设计 刘发军,李冠宇,一,张俊,谢益武 (1.大连海事大学计算机科学与技术学院,辽宁大连116026; 2.大连理工大学计算机科学与技术学院,辽宁大连116026) 摘要:传统的事务处理主要应用于数据库系统和操作系统领域.随着网络技术和分布式...

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[word格式] 基于角色的分布式事务处理模型设计 基于角色的分布式事务处理模型设计 第 20 5 056 期 年月 微机发展 MicrocomputerDevelopment Vo1.15No.6 Jun.2005 基于角色的分布式事务处理模型设计 刘发军,李冠宇,一,张俊,谢益武 (1.大连海事大学计算机科学与技术学院,辽宁大连116026; 2.大连理工大学计算机科学与技术学院,辽宁大连116026) 摘要:传统的事务处理主要应用于数据库系统和操作系统领域.随着网络技术和分布式对象技术的飞速发展,在大型 的,分布的,异构的计算环境中也广泛引入了事务处理技术.通过比较分析目前主要分布式事务处理模型的优缺点,在异 构数据集成系统中设计一种基于角色的Agt~t分布式事务处理模型, 旨在异构数据集成系统中建立高性能,高可用性的应用. 关键词:事务;事务处理;角色;Agent;异构数据集成 中图分类号:11l1.5文献标识码:A文章编 号:1005—3751(2005)06—0025—03 DistributedTransactionProcessingModelDesignBasedonRole LIUFa-jun,LIGuan—yu,一,ZHANGJun,XIEYi—Vvq.I (1.DepartmentofComputerScien~andTechnology,IMianMaritimeUniversity,INlian116026,China; 2.DepartmentofComputerScienceandTechnology,IMianUniversityofTechnology,IMian116026,China) Abstract:Traditionaltransactionprocessingwasappliedprimarilyinthefieldsofdatabasesystemandoperatingsystem.Withtherapidde— velopmentofnetworkanddistributedobjecttechnology,transactionprocessingiswidelyintroducedintodistributedandheterogeneous computingenvironment.Byoomparingandanalyzingmajordistributedtransactionprocessingmodelsatpresent,akindofAgentbasedon roledistributedtransactionprocessingmodelisdesignedinheterogeneousdataintegrationsystem,aimingatestablishinghighper{lorrnance— andhighusabilityapplicationinheterogeneousdataintegrationsystem. Keywords:transaction;transactionprocessing;role;Agent;heterogeneousdataintegration O引言 当前,政府部门,企事业单位及科学,军事等领域的活 动变得越来越依赖于计算机信息资源.而作为信息载体 的数据有结构化的,半结构化的和非结构化的,随着信息 资源种类的不断增多和信息的海量化,如何管理和保护这 些在地理上分布,管理上自治,模式上异构的异构数据对 现代化的信息社会有着至关重要的作用,因此这要求在异 构数据集成系统中引入事务处理技术来有效管理和使用 计算机信息资源.事务处理技术涵盖了对所存储的信息 和应用程序加以管理两方面的技术,它经历了从面向大型 计算机,小型计算机到分布式系统3个重要时期,如今在 分布式计算领域,分布式事务处理技术已经成为构建高可 靠性,高稳定性分布式应用系统的关键. 1分布式事务 事务是指对特定共享资源的一组不可分割的操作,具 收稿日期:2004—1O—O6 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60172043) 作者简介:刘发军(1979一),男,湖南祁阳人,硕士研究生,研究领域 为软件理论与软件工程. 有原子性(Atomicity),一致性(C~nsistency),隔离性(Isola. tion),持续性(Durability).即一个事务具有ACID特性. 原子性:事务所包含的操作要么全部执行,要么全部不执 行;一致性:保持在事务前后,事务所涉及的资源的数据一 致性;隔离性:事务中某个操作的中间结果对其他事务是 不可见的;持续性:事务一旦完成,其影响是持久的,它产 生的结果不可能被修改. 在分布式计算环境中,如果事务执行是在同一物理位 置进行,这个事务称为本地事务或局部事务;如果一个事 务访问了多个不同的独立资源,这些资源可能分布在不同 的应用中,或者不同的进程中,甚至不同的计算机上,称 这种事务为分布式事务,分布式事务同样具有ACID特 性[1l. 2分布式事务处理模型 随着分布式应用系统在规模,复杂程度,分布空间等 方面的迅速增长,系统对事务处理能力以及不同事务处理 引擎之间互操作等方面都提出了更高的要求.一个典型 的分布式事务处理系统是一系列事务处理引擎,数据和应 用程序所组成的集合,它们分布在网络不同的计算节点 ? 26?微机发展第l5卷 上,在逻辑上属于同一系统,按照事务处理标准协同地工 作2.当前主要的分布式事务处理标准有:Microsoft的 MTS模型,Sun的EIB模型,X/Open的DTP模型和OMG 的(]rrs模型. 2.1MTS模型 模型基于Miemsoh的00M/I=,它为Win— dows平台上的分布式应用提供了底层的基础设施,可以 把应用系统的客户程序与应用组件对象以及各种资源有 机地组织起来.在MTS应用中,所有的组件对象都运行 在MTS环境中,由运行环境负责并发性处理,资源管理, 事务管理,安全性管理等系统级的特性处理L3j. 2.2EJB模型 Em模型提供了和MTS模型类似的功能,EJB模型 是一个 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ,而MTS模型是一个产品.EIB模型基于 B组件,模型中的各个部分包括应用服务器,EJB容器, EJBS等均可以由不同的开发者自行提供,从而EJB模型 保证了它们可以实现理想的互操 作[3I. 2.3DTP模型 DTP模型是OpenGroup提出 的一个分布式处理模型.模型由4 个部分组成:应用程序(AP),资源 管理器(RM),事务管理器(TM), 通信资源管理(CM).模型定义了 XA和TX两个接口用来连接,协调 模型的4个部分,同时提供事务界 定服务.DTP模型面向过程. 2.40Is模型 的,它们分布在网络的各个计算节点上,这些节点平台有 Windows平台,Linu)【平台和Unix平台.根据这个特点和 以上分布式事务处理模型特点,异构数据集成系统中的事 务处理模型要求既能跨越平台,又要能对现有老系统可兼 容和对未来应用需求可扩展. 3.1SORE异构数据集成系统 SORE(SimplifiedObjectRepository)系统是本课题小 组提出的基于(X)RBA技术的智能异构数据集成系统,该 系统通过0()咫A封装技术结合公共数据模型(I7DM)对 局部异构数据源进行包装,包装后的(X)RBA对象对外提 供统一的访问接口和标准的数据交换格式.在客户端,用 户看到的只是一个全局公共模型和全局的数据操作;在集 成内部,实际的用户数据操作被集成系统分解为针对各数 据源的子操作,子操作结果再由集成系统汇总返回给用 户.图1是描述了基于(X)RBA”软总线,软构件”思想的 SORE集成系统框架4j. o数据表对象(corba对象)??集成处理对象(eorba对象) 0(的(]rrs模型是在I]rrP模型基础上定义的, (]rrs模型把函数形式的XA和TX接口替换成了(X)RBA IDL接口,模型中的各种对象通过在IIOP(IntemetInter — ORBProtoco1)之上的(X3RBA 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 调用来进行通信. 因此(]rrs模型为分布式事务处理提供了一个面向对象的 框架,它可以让分布在各个地点的对象参与到一个全局事 务中来.(]rrs模型面向对象,它既是语言独立又是平台 独立的. 2.5比较分析 从以上各种分布式事务处理模型来看:MTS模型基 于(X3M/DCOM,只适合Windows平台,不适合异构系统. EIB模型基于EIB,跨越平台,适合异构系统,但限定只能 用Java语言.OMG的OTS模型是在DTP模型基础上定 义的,可以与DTP模型进行互操作,(]rrs模型既是语言独 立,又是平台独立的,因此它适合大型的,异构的分布式应 用系统. 3异构数据集成系统中事务处理模型 异构数据集成系统中的数据是异构的,分布的,动态 图lSORE系统集成框架 在S~DRE系统中各个对象分布在广域的地理空间中, 这些对象有结构化的数据表对象,半结构化的HTML和 XML文档对象,甚至还有非结构化的文件对象.在实施 应用的过程中,由于软硬件平台,执行速度方面都可能存 在较大的差异,很多相关的操作需要合并到一个事务中 来,以保证操作的原子性,从而保证系统的原子性.因此 在S~DRE系统中引入分布式事务处理技术为查询/转换服 务,目录服务提供操作上的可靠性,安全性,同时保证在对 共享资源访问前后数据的一致性,完整性. 3.2基于角色的Agent事务处理模型 为了满足既能跨越平台,语言独立,又能对现有老系 统可兼容和对未来应用需求可扩展的特点,因此S~DRE系 统中的事务处理模型构建在(X)RBA的(3rrs模型基础上, 它包括3个部分:ORB事务服务,事务性应用程序和事务 服务管理器.ORB事务服务实现了对象事务访问接口, 为事务性应用程序访问事务服务系统提供API,它在应用 程序初始化ORB时加载.同时事务服务还能够完成在事 务性应用问隐式或显式的事务传播L2j.在S~DRE事务处 理模型中事务性应用程序实现事务系统的应用业务逻辑, 第6期刘发军等:基于角色的分布式事务处理模型设计?27? 事务性应用程序通常有3种:事务发起者,事务性服务器, 可恢复服务器.为了能够访问事务服务,事务性应用程序 在初使化ORB时加载0I强事务服务,使应用程序具有访 问事务处理系统的能力.事务管理器是SORE事务处理 模型的核心部分,它为事务性应用程序提供事务处理方面 的服务,负责事务的创建,维护和处理过程的全面管理和 控制. Agent是能为用户执行特定的任务,具有一定程度的 智能以允许自主执行部分任务并以一种合适的方式与环 境相互作用的软件程序J.Agent首先是智能化的,它对 环境具有响应性,自主性和主动性,同时Agent具有自适 应性,社会姓.Agent有静态和移动Agent之分,移动A. gent除了有静态Agent的特性之外,还有节省带宽,均衡 网络负载等特性.因此SORE系统中基于Agent的事务 处理模型在问题空间上和解空间上有着良好的对应关系, 可见SORE系统中的事务处理模型适合用Agent的思想 来分析和设计.Agent技术应用在SORE系统的事务处 理中将减轻网络负担,实现主动服务和解决协同问题等重 要功能. 结合Agent技术和按照在事务处理中的不同作用,事 务管理器具体可以抽象出6种不同角色的事务处理A. gent:事务创建Agent,事务分解Agent,事务协调Agent,事 务控制Agent,事务日志Agent,事务恢复Agent.下面给 出SORE系统中基于角色的Agent事务处理模型(见图 2). 事务控制Agent:在异构数据集成系统中,不同模式 结构的分布式数据资源允许多个用户同时访问和使用. 因此在同一时刻可能存在多个并行运行的事务,如何保证 一 个对象被并行事务计算和访问时的数据一致性,这就需 要用到事务控制Agent.事务控制Agent主要负责协调并 行运行的事务,保证事务执行的可串行性,从而保证数据 资源的一致性. 事务日志Agent:事务日志Agent记录事务执行过程 中发生的所有事件,为事务恢复提供依据.事务日志A. gent把事务开始,事务提交,事务结束和事务回滚等每一 个操作都登记为一条日志记录,存放在日志文件中.日志 登记次序严格按照并行事务操作执行的时间次序,同时遵 循先写日志文件,再执行操作的规则_2J. 事务恢复Agent:事务恢复Agent主要是为了在事务 异常情况下采取一定的事务恢复策略来保证事务的原子 性.根据事务执行在空间,时间上出现故障的不同,事务 恢复Agent将采取不同的恢复策略,如果故障出现在两阶 段协议提交之前,则通过两阶段提交协议就可以保证事务 以回滚而结束,各场地利用日志Agent的日志信息执行恢 复操作.如果故障出现在两阶段协议提交之后和事务提 交之前,情况较复杂,一般采用向前恢复的机制,即恢复出 错部件,重新执行事务操作,将它推进到下一个一致状 态[2l. 图2基于角色的Agent事务处理模型 事务创建Agent:事务创建Agent在收到事务性应用 程序的创建事务请求信息后,为新建事务分配一个唯一的 事务标识号,并且为事务创建相应的事务协调Agent. 事务分解Agent:事务分解Agent负责判断事务是局 部事务还是全局事务.如果是一个全局事务,事务分解 Agent则把全局事务映射到多个分布站点的子事务上去, 保证全局事务的正确调度执行. 事务协调Agent:事务协调Agent是移动Agent,它根 据各个分布式场地参与者的表决信息来完成局部或全局 事务的提交或回滚,实现事务的两阶段提交协议保证事务 执行的原子性. 4结论 分布式事务处理技术在异构数据集成方 向已经成为一个研究重点.文中针对当前几 种分布式事务处理标准的优缺点,设计了一 种基于角色的Agent分布式事务处理模型, 该模型既平台独立又语言独立,能满足大型 分布式异构数据集成系统的事务处理要求. 随着计算机技术的飞速发展,分布式事务处 理变得越来越重要,研究分布式事务处理有 着广阔的发展空间和应用前景. 参考文献: [1]齐勇,马莉,赵季中,等.分布式事务处理技术及其模 型[J].计算机工程与应用,2oo1(9):60—62. [2]齐向明.IntexnetZlntranet应用服务器的事务处理机制研究 [D].西安:西安交通大学,2001. [3]周波.基于CORBA的DOC事务服务中间件的研究和应 用[D].南京:南京航空航天大学,2001. [4]刘军.分布式智能异构数据集成支持系统的原型实现 [D].大连:大连海事大学,2oo3. [5]张云勇.移动agent及其应用[M].北京:清华大学出版社, 2002.1O7—113.
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