分布式数据库一致性方法研究

马东波

摘 要：数据一致性方法对于分布式数据库的研究来说至关重要。本文首先对分布式数据库进行了简要概述，在其基础上，探究了分布式数据库一致性方法，该方法不仅包括两阶段提交方法，同时还包括复制服务器方法，通过深入研究发现，复制服务器方法更胜一筹，该方法不会因为某一个服务器发生故障而影响到其余场地的正常运行，在恢复联机以后，也可以保证数据同步。

关键词：分布式数据库；一致性；复制服务器

1 分布式数据库概述

分布式数据库实际上就是将多个分散的数据存储单元通过网络连接构成的一个具有统一性的数据库。其主要思想为在集中式数据库的基础上，对数据进行分散操作，使其按照相应要求分散到各自的数据存储节点上，然后以网络连接的方式将所有的存储节点连接到一起，从而扩大存储容量，使得并发访问量有所提高。近几年，数据量增长的速度越来越快，在很短的时间内，分布式数据库技术的应用就遍布到每一个角落，传统的关系型数据库已经满足不了人们的需求，分布式数据库代替了集中式数据库，基于关系型的分布式数据库仍然具有传统的数据库基本特征，但是从集中式存储转化为了分布式存储，与此同时，分布式计算逐渐占据重要位置。

2 分布式数据库一致性方法

2.1 两阶段提交

（1）主要思想与处理方法

如果一个场地数据的事务涉及多个修改，那么其组成的成分不只一个子事务。整个事务主要包括两个执行划分阶段，分别是准备阶段以及提交阶段。其中准备阶段要求做好所有关于子事务的处理准备工作，并且回答相关问题，而提交阶段要求所有的子事务处理工作全部完成。经过两个阶段的划分，第一种结果是提交所有的子事务，第二种结果是退回所有子事务，以此来达到多个场地的全部完成以及全部推迟的目的。由此可见两阶段提交方法主要通过完整性来展现数据的一致性。

该方法能够将一个应用程序在两个及两个以上的服务器上完成协调更新操作，可以对两个互不相干的事务当作一个事务来处理。提交服务器来可以将所有的提交事务程序判定以及退回事务程序判断全部记录下来，然而这一功能的实现离不开中央记录保持器。通过使用两阶段提交方法可以保证服务器中的数据库的更新具有一致性，要么全部更新，要么全都不更新。

（2）主要工作流程

在使用两阶段提交方法当中，针对准备阶段，用户应按照以下顺序发送相应的内容：Trans-act-SQL语句为BEGIN TRANSACTION；对应的修改语句为PREPARE TRANSACTION。只要是参与到其中的进程就必须按照这个顺序来执行语句中的內容，前者主要用于应用进程、提交服务进程以及事务等信息的标识，后者主要起到修改内容作用，与此同时，该语句表示已经做好准备工作，可以提交相关内容。

准备工作完成以后，需要进行提交，然而提交主要分为两个步骤，第一，利用参与进程来回答应用进程发出的提交准备；第二，向提交服务进程发出通知，告知已经顺利完成事务，并发送相应语句，保证所有参与到其中的进程都能够接收到该语句，从而达到正式提交的目的。

2.2 复制服务器

（1）主要思想与处理方法

在分布式数据库中，每一个数据单位都有对应的应用场地，从而更好的对访问对象进行有效控制，进一步提高数据库的安全性，如果其他场地想要对其进行访问，可以向复制服务器提出申请，待审核通过以后可以将需要使用的数据复制到该场地。为了保证这种方法的可用性，可以利用异步拷贝系统，该系统的驱动主要依靠相应的事件来完成，复制的对象为修改涉及的数据，所以系统在运行时传送的数据量不是很大。用户在对其进行查询操作时，只需要对涉及数据进行查询即可，从而缩短响应时间。由此可见，该方法可以在很大程度上缩短查询时间，实用性很强。

（2）利用复制服务器的分布式数据库结构框架

如图1所示为利用复制服务器的分布式数据库结构框架。该结构框架利用LTM将数据服务器处理数据转移到复制服务器当中，然后利用广域网进行分布式数据管理。

其主要复制操作过程如下：

LTM主要对事务的日常活动进行监视，一旦数据服务器中的事务发生任何改变，就会立即向主复制服务器发送改变信息，在接收到信息以后，该服务器会向远程复制服务器发送改变信息，而复制服务器会这些信息添加到自身的数据副本当中，并且保证顺序的正确性，从而使得事务的完整性得以有效保障。

假如不能够正常运行远程复制服务器，可以使用store- and-for-ward功能来对数据进行修改，在接收到远程场地发送来的联机信号以后，应该在最短的时间内进行修改操作，以此来保证数据的一致性。

除此之外，复制服务器还具有替换功能，假如复制服务器发生停机现象或者数据服务器发生停机现象，那么可以选用其他指定场地来继续完成该项操作，不仅如此，待停机恢复以后也可以保证数据同步。

3 总结

对于分布式数据库来说，一致性方法的研究至关重要，本文主要研究了两阶段提交方法以及复制服务器方法，两种方法都能够充分体现出数据的一致性。但是通过对两种方法进行深入研究可以看出复制服务器方法较好一些，原因在于该方法不会因为某一个服务器发生故障而影响到其余场地的正常运行，在恢复联机以后，也可以保证数据同步。

参考文献

[1]李留高.分布式数据库系统的数据一致性研究[J].计算机应用与软件，2010，27（10）：209-211.

[2]李章兵，车乌江.基于全局目录的分布式数据库数据一致性算法[J].计算机技术与发展，2011，21（9）：77-80.

（作者单位：北京信息职业技术学院）