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基于JMS的分布式事务处理系统的研究与实现

作　者: 王成良
导　师: 李立新
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 分布式数据库分布式事务事务中间件消息中间件 JMS 事务处理系统
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 56次
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内容摘要

在分布式数据库的应用中,保持数据对象的多个副本可以提高访问效率和系统的可靠性。为了保证分布式数据库的一致性,特别是那些具有多副本的数据的一致性,分布式应用进行数据更新操作时就需要采用可靠的事务处理技术。传统的分布式事务处理技术通常采用两阶段提交协议来保证数据一致性,对通信环境要求比较高,应用在可靠性不高、通信延迟大的网络环境时,存在着全局事务可靠性低和事务处理效率低下的缺陷。本文在深入研究分布式数据库事务处理技术的基础上,融合消息队列思想,提出了一个基于JMS的分布式事务处理框架,并以此框架的理论体系为基础实现了一个异步事务处理系统ATPM_JMS。该系统可以容忍可靠性不高的通信环境,能够对分布式数据库数据更新事务进行高效、可靠地处理,维护分布式数据库的一致性。论文的主要贡献是:(1)提出了一个基于JMS的分布式事务处理框架。该框架采用JMS消息系统实现事务消息的可靠传递,以非阻塞方式实现对分布式数据库数据更新事务的异步处理。该框架的优点是能够容忍不可靠的通信环境,即使出现网络中断,数据更新事务也不会丢失,确保系统的可靠性。(2)研究了基于JMS的分布式事务处理框架中的关键技术。针对两阶段提交协议在实际应用中的不足,提出了一阶段提交协议,提高了事务处理效率,消除了事务阻断现象。针对事务执行顺序控制问题,提出了基于逻辑时钟的事务执行顺序控制方法,保证了事务执行序列的正确性。针对事务消息传输的安全问题,设计了基于数字签名和数字信封技术的安全解决方案,增强了系统的安全性。(3)实现了一个基于JMS的分布式事务处理系统。以基于JMS的分布式事务处理框架的理论体系为基础,设计并实现了一个异步事务处理系统ATPM_JMS。该系统能够为分布式应用的数据更新事务处理屏蔽复杂的事务处理逻辑和网络通信细节。(4)给出了一个基于JMS的分布式事务处理系统应用实例。将本文设计实现的基于JMS的分布式事务系统应用于某大型培训机构“培训信息管理系统”中,为该系统在复杂网络环境下分布式数据库同步更新提供了可靠的事务支持,确保了数据库的一致性。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题的研究背景  10-11
  1.2 课题的研究意义  11
  1.3 相关领域研究现状  11-12
    1.3.1 分布式事务提交机制  11-12
    1.3.2 分布式数据库系统事务处理  12
  1.4 研究内容与创新  12-13
  1.5 论文的组织结构  13-15
第二章相关技术研究  15-26
  2.1 分布式数据库事务处理技术  15-20
    2.1.1 分布式事务概述  15-16
    2.1.2 分布式事务处理模型  16-17
    2.1.3 两阶段提交协议  17-19
    2.1.4 分布式数据库中的数据更新  19-20
  2.2 消息中间件技术  20-21
  2.3 JMS  21-25
    2.3.1 JMS 应用组成  21-22
    2.3.2 JMS 管理对象  22
    2.3.3 JMS 传输模式  22-23
    2.3.4 JMS 接口  23
    2.3.5 JMS 消息模型  23-24
    2.3.6 JMS 消息中间件产品  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章基于JMS 的分布式事务处理框架设计与关键技术研究  26-46
  3.1 事务处理框架设计目标  26
  3.2 事务处理模式选择  26-28
    3.2.1 同步事务处理  26-27
    3.2.2 异步事务处理  27-28
  3.3 事务处理框架结构设计  28-32
    3.3.1 框架结构描述  28-29
    3.3.2 数据更新事务定义  29-30
    3.3.3 事务处理基本过程  30-32
  3.4 事务提交协议设计  32-35
    3.4.1 提交协议设计思想  32
    3.4.2 一阶段提交协议原理  32-33
    3.4.3 一阶段提交协议状态转换图  33
    3.4.4 一阶段提交协议算法描述  33-35
    3.4.5 与两阶段提交协议的比较  35
  3.5 事务执行顺序控制  35-38
    3.5.1 事务执行顺序问题  36
    3.5.2 基于逻辑时钟的事务执行顺序控制方法  36-38
    3.5.3 事务执行顺序实例  38
  3.6 故障处理与恢复  38-40
    3.6.1 通信链路故障  39
    3.6.2 节点故障  39-40
  3.7 事务消息安全传输  40-43
    3.7.1 安全需求  40
    3.7.2 基于PKI 的安全传输解决方案  40-43
  3.8 比较与分析  43-45
    3.8.1 与传统的事务处理框架比较  43-44
    3.8.2 事务ACID 性质保证  44-45
  3.9 本章小结  45-46
第四章基于JMS 的分布式事务处理系统关键组件详细设计与实现  46-63
  4.1 开发环境  46
  4.2 JMS 消息中间件选择  46
  4.3 系统模块结构  46-48
  4.4 状态与配置信息表  48-51
    4.4.1 配置信息表  48-49
    4.4.2 状态信息表  49-51
  4.5 事务消息格式  51-53
    4.5.1 事务请求消息  51-52
    4.5.2 事务回复消息  52-53
    4.5.3 心跳保持消息  53
  4.6 运行核心程序  53-60
    4.6.1 功能模块  53-58
    4.6.2 业务模块  58-60
  4.7 事务服务接口  60-61
    4.7.1 异步事务请求  60-61
    4.7.2 事务结果查询  61
    4.7.3 其它的接口  61
  4.8 系统管理程序  61-62
  4.9 本章小结  62-63
第五章基于JMS 的分布式事务处理系统应用实例  63-71
  5.1 项目背景介绍  63
  5.2 数据更新需求  63-64
  5.3 应用开发的主要工作  64
  5.4 系统部署的网络架构  64-65
  5.5 中间件的安装与配置  65-67
    5.5.1 事务中间件安装  65-66
    5.5.2 事务中间件的配置  66-67
    5.5.3 JMS 消息服务器的安装与配置  67
  5.6 系统测试  67-70
    5.6.1 测试环境  67-69
    5.6.2 测试内容  69-70
    5.6.3 测试结果  70
  5.7 本章小结  70-71
第六章总结与展望  71-73
  6.1 论文工作总结  71-72
  6.2 下一步工作展望  72-73
参考文献  73-75
作者简历攻读硕士学位期间完成的主要工作  75-76
致谢  76

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