【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及多版本并發控制方法，尤其涉及一種opengauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法。
技術介紹
1、opengauss是一款單節點、集中式數據庫，隨著用戶業務壓力的增大，由于受到單節點內存、cpu、硬盤、網絡等條件限制，單節點數據庫很容易到達系統瓶頸。
2、當傳統的單節點數據庫無法滿足用戶需求時，我們需要把集中式數據庫擴展為分布式數據庫，通過增加數據庫節點數來提升數據庫的性能，解決單節點瓶頸問題，實現數據性能的水平擴容。
3、多版本并發控制，又稱mvcc(multi-version?concurrency?control)，是數據庫實現數據隔離性和一致性的關鍵技術。openguass為單節點數據庫，現有的mvcc技術在分布式多寫架構下不適用，如需擴展為分布式多寫架構，則需要對mvcc技術進行調整和改進。
技術實現思路
1、為了解決現有的mvcc技術在分布式多寫架構下不適用的問題，本專利技術在目前單節點mvcc技術的基礎上進行了改進和擴展，提出了一種新的opengauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法。
2、本專利技術提出的mvcc方案，適用于以下形式的分布式多寫架構，如圖1所示，本架構包含以下節點：
3、主節點：又稱master。負責整個節點的管理，以及全局唯一事務id的生成工作。
4、內部高速網絡：又稱interconnect。集群的內部網絡，master、segment之間通過i
5、數據節點：又稱segment。通過增加segment實現數據庫集群的水平擴展，segment之間通過interconnect互相連接。每個客戶端可以選擇連接任意segment，每個segment均可讀寫數據。
6、存儲：又稱storage。每個storage保存一部分數據。
7、具體地，本專利技術提供了一種opengauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，如圖8所示，本方法包括下述步驟：
8、s1.創建元組時，segment向master申請新的事務id，生成xid，并在元組里記錄以下信息：xmin，表示元組的創建事務；xmax，表示元組的更新或者刪除的事務；data，表示元組要存儲的數據；
9、s2.通過xid，計算出segment_id、時間戳、自增id三元組信息，根據三元組信息確定事務狀態在集群里的唯一存儲位置；
10、s3.由segment節點生成事務快照，事務快照中包含以下信息：oldest_xid，表示生成事務快照時數據庫集群的最小活躍xid；timestamp，表示生成事務快照時的時間戳；
11、s4.每個segment的后臺線程不停地遍歷所有會話，獲取所有活躍的xid，并通過計算得出當前segment的最小活躍xid，segment把本地最小活躍xid廣播給其他節點，其他節點收到廣播消息后，更新全局的最小活躍xid，得到oldest_xid；
12、s5.通過查詢元組更新時生成的歷史元組更新鏈表，結合事務快照、元組里的xmin和xmax信息、事務狀態信息，判斷元組對當前事務是否可見；
13、s6.進行死元組清理和元組凍結，當某個元組對數據庫里所有活躍的事務均不可見時，將其定義為死元組，定期清理死元組釋放硬盤空間；進行xid凍結，把commited狀態的xid設置為特殊值，表示該xid對所有事務均可見(不必再查詢事務狀態信息和提交時間信息)；死元組清理和元組凍結完成后，清理小于oldest_xmin的事務狀態、事務提交時間，釋放硬盤空間。
14、進一步地，本專利技術方法在進行元組刪除時，不直接清理舊元組及其數據，而采用標記刪除，由segment向master申請新的xid，同時把元組里的xmax修改為新xid，表示該元組被新xid事務刪除。
15、進一步地，本專利技術方法在進行元組更新時，數據庫不馬上刪除舊的元組數據，而是在舊元組里，把xmax修改為新xid(新xid是指對元組進行更新操作的xid事務)，然后用新xid創建新的元組，并生成歷史元組更新鏈表。
16、進一步地，本專利技術方法步驟s1中所述的xid為一個64位整形數字，其中：
17、(1)前8位為segment_id，每一個segment在集群里有一個唯一標識，segment_id表示該xid分派給哪個segment(xid大小比較時，需要去掉segment_id，segment_id的作用僅為標記申請該xid的segment)；
18、(2)中間32位為時間戳，單位為秒；
19、(3)最后24位為自增id，單調遞增，當時間戳發生變化時，自增id重置為0。
20、進一步地，本專利技術方法步驟s2中所述的事務狀態包括：not_start、in_progress、commited、aborted；
21、當事務狀態發生變化時，segment按照以下規則在storage上記錄該事務及其狀態：
22、(1)當segment從master申請新的xid時，segment在其對應的storage上記錄xid的狀態為in_progress；
23、(2)當客戶端的sql執行完成，提交事務，segment把xid的狀態更新為commited；
24、(3)當sql執行過程中遇到錯誤或者客戶端顯示回滾事務時，segment把xid的狀態更新為aborted。
25、進一步地，本專利技術方法中還包括：
26、(1)更新xid狀態時，先更新本地segment的事務狀態，再把事務狀態廣播給其他節點，其他節點收到廣播消息后，在本地segment更新xid狀態；
27、(2)查詢xid狀態時，先在當前segment查詢xid的狀態，如果本地已有緩存，則不需要進行遠程查詢；如果本地沒有緩存，則通過網絡請求向xid所屬的segment進行查詢，并把查詢結果在本地進行緩存，下次查詢時直接使用緩存結果。
28、進一步地，本專利技術方法步驟s5中所述的判斷元組對當前事務是否可見，可見性判斷規則如下：
29、(1)若xid小于oldest_xid，則其狀態必定為commited或者aborted；
30、(2)若事務狀態不是commited，說明事務未提交或者已回滾，則xid不可見；
31、(3)若事務的提交時間比事務快照的申請時間大，說明申請快照時事務還未提交，則xid不可見；
32、(4)除規則(2)、(3)的情況外，其他情況xid可見；根據元組里xmin、xmax對應的xid的可見性，得出元組的可見性；
33、(5)歷史元組里的xmin不可見，表示創建該元組的事務未提交或者被回滾，則該元組不可見；
34、(6)歷史元本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，所述方法在進行元組刪除時，不直接清理舊元組及其數據，而采用標記刪除，由segment向master申請新的xid，同時把元組里的xmax修改為新xid，表示該元組被新xid事務刪除。
3.根據權利要求1所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，所述方法在進行元組更新時，數據庫不馬上刪除舊的元組數據，而是在舊元組里，把xmax修改為新xid，然后用新xid創建新的元組，并生成歷史元組更新鏈表。
4.根據權利要求1所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，步驟S1中所述的xid為一個64位整形數字，其中：
5.根據權利要求1所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，步驟S2中所述的事務狀態包括：not_start、in_p
6.根據權利要求1所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，所述方法中還包括：
7.根據權利要求1所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，步驟S5中所述的判斷元組對當前事務是否可見，可見性判斷規則如下：
8.根據權利要求1所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，步驟S6中所述的進行死元組清理和元組凍結，死元組清理和元組凍結的規則如下：
9.一種openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制系統，其特征在于，所述系統運行時實現權利要求1-8任一項所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，所述存儲介質上存儲有計算機程序，所述程序被處理器執行時實現權利要求1-8任一項所述的openGauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種opengauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的opengauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，所述方法在進行元組刪除時，不直接清理舊元組及其數據，而采用標記刪除，由segment向master申請新的xid，同時把元組里的xmax修改為新xid，表示該元組被新xid事務刪除。
3.根據權利要求1所述的opengauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，所述方法在進行元組更新時，數據庫不馬上刪除舊的元組數據，而是在舊元組里，把xmax修改為新xid，然后用新xid創建新的元組，并生成歷史元組更新鏈表。
4.根據權利要求1所述的opengauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，步驟s1中所述的xid為一個64位整形數字，其中：
5.根據權利要求1所述的opengauss數據庫在分布式多寫架構下的多版本并發控制方法，其特征在于，步驟s2中所述的事務狀態包括：not_s...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黎俊云，何小棟，
申請(專利權)人：廣州海量數據庫技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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