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原生XML数据库的事务管理与并发控制的研究

作　者: 尹尧
导　师: 罗军
学　校: 重庆大学
专　业: 计算机系统与结构
关键词: 原生XML数据库 XML事务并发控制 XML加锁协议
分类号: TP312.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着Internet的快速发展,XML作为Internet上数据表示和数据交换的新标准,已经迅速贯穿于Internet应用的各个领域之中。然而,面对大量的xml文档,如何对它们进行存储、查询和分析变得越来越重要,这也就需要一个良好支持XML数据的数据库。为此,传统的数据库厂商纷纷提供各种支持XML数据的扩展和插件,同时,为XML数据管理量身打造的原生XML数据库系统也不断涌现。其中原生XML数据库在处理层次关系丰富、结构化程度不高的应用时具有独特的优势,在近几年得到了研究者的广泛关注。然而,从数据库的角度,现有的原生XML数据库产品还远非完善。对数据更新的支持不足一直是其最大的弱项之一,原生XML数据库系统中的XML事务处理及并发控制技术有待加强。目前关于XML事务处理与并发控制的研究尚处于起步阶段,缺乏一个成熟的事务模型。本文基于传统的事务管理理论,提出基于文档树和活动树实例的面向XML事务处理的数据模型,并定义了事务对XML文档树的操作集。本文还通过对传统恢复理论日志技术进行相应的扩展和改进,设计了非缓冲型逻辑和物理日志,并考虑XML的存储特性,初步设计了统一控制内存缓冲区与磁盘数据同步的检查点机制,以及备份机制。在XML数据库并发控制方面,本文从传统视图可串行性概念引申出了XML事务可串行性概念,并定义XML事务操作冲突和冲突检测方法。最后基于本文提出的XML事务模型、操作集与可串行化理论,提出一种基于导航的并发加锁协议机制(XL)以及锁模型,并验证在此锁协议机制下的调度是可串行化调度,在此基础上,对锁的申请、释放和升级过程,以及死锁的解决方法、事务的撤销方法等进行了阐述。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 XML 技术产生的背景  8-10
  1.2 XML 数据库的研究现状  10-11
  1.3 本文的主要工作及内容安排  11-13
2 原生XML 数据库  13-19
  2.1 XML 技术概述  13-14
  2.2 XML 数据管理  14-15
  2.3 原生XML 数据库研究现状  15-19
    2.3.1 原生XML 数据库的特点  15-17
    2.3.2 国内外研究现状  17-19
3 XML 数据库事务模型  19-35
  3.1 传统事务模型  19-22
    3.1.1 事务  19-20
    3.1.2 恢复理论  20-22
  3.2 XML 文档访问模型  22-25
    3.2.1 XML 文档操作接口XPath  22-23
    3.2.2 XML 文档树数据模型  23-24
    3.2.3 基于XPath 路径表达式的查询  24-25
  3.3 XML 事务操作模型  25-28
    3.3.1 XML 事务模型  25-26
    3.3.2 XML 文档操作集  26-28
  3.4 XML 恢复以及备份机制  28-35
    3.4.1 日志技术的一般实现  28-29
    3.4.2 日志技术的改进  29-31
    3.4.3 检查点(checkpoint)技术  31-33
    3.4.4 备份机制  33-35
4 XML 数据库并发控制研究  35-46
  4.1 传统并发控制理论  35-41
    4.1.1 可串行化调度  35-37
    4.1.2 冲突可串行性  37-38
    4.1.3 视图可串行性  38-40
    4.1.4 两阶段封锁协议  40-41
  4.2 XML 事务可串行性  41-46
    4.2.1 XML 事务弱可串行性  42-44
    4.2.2 XML 事务强可串行性  44
    4.2.3 冲突检测  44-46
5 XML 并发控制机制  46-56
  5.1 锁操作集  46-47
  5.2 XL(XML LOCK)锁协议规则  47-51
    5.2.1 锁协议规则  47
    5.2.2 事务调度  47-51
  5.3 可串行化分析  51-52
  5.4 死锁与事务撤销  52-56
    5.4.1 死锁  52-54
    5.4.2 事务的撤销或中止  54-56
6 结论与未来工作  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-63
附录  63-65

原生XML数据库的事务管理与并发控制的研究

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