TIỂU LUẬN MÔN CƠ SƠ DỮ LIỆU NÂNG CAO VẤN ĐỀ XỬ LÝ GIAO DỊCH TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
VẤN ĐỀ XỬ LÝ GIAO DỊCH
TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN
Môn học : CSDL Nâng cao
Giảng viên : PGS.TS. Nguyễn Hà Nam
Học viên : Lê Ngọc Phú
Nguyễn Huy Hoàng
Hà Nội, 2012
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
MỘT SỐ KHÁI NIÊM VỀ CSDL PHÂN TÁN 3
KỸ THUẬT PHÂN TÁN CSDL 4
XỬ LÝ GIAO DỊCH TRONG CSDL PHÂN TÁN 7
GIAO THỨC 2PC (TWO PHASE COMMIT) 9
ĐIỀU KHIỂN TƯƠNG TRANH TRONG CSDL PHÂN TÁN 10
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 2
Lời mở đầu.
Như chúng ta đã biết CSDL phân tán là CSDL được phân mảnh và lưu trữ trên những vị
trí khác nhau trong hệ thống. Ở mỗi trạm đó có nhiều ứng dụng đòi hỏi phải thực hiện nhiều
chương trình cùng một lúc hoặc thực hiện nhiều tiến trình của cùng một chương trình. Một số
trường hợp hai hoặc nhiếu tiến trình đọc và thay đổi giá trị cùng một đối tượng không được
phép thực hiện cùng một lúc vì chúng đưa ra kết quả không xác thực với thực tế. Ngược lại
khi chúng ta không thay đổi dữ liệu thì khi đó cũng không quan tâm đến thứ tự đọc ghi dữ
liệu vì vậy hệ điều hành có thể yêu cầu đọc đồng thời.Khi chỉ có yêu cầu đọc dữ liệu thì ta
muốn càng nhiều thao tác đọc dữ liệu càng tốt vì tiết kiệm thời gian. Mỗi thực hiện như trên
được gọi là một giao dịch khác nhau. Việc quản lý giao dịch là phải đảm bảo rằng cho dù bất
kì điều gì xảy ra trong giao dịch thì cơ sở dữ liệu không bị ảnh hưởng.
Giao dịch phân tán là giao dịch bao gồm một bó thao tác giữa hai hoặc nhiều máy. Thông
thường, trong một giao dịch phân tán, chúng ta cần quan tâm đến tài nguyên cho giao dịch,
quản lý việc giao dịch, yêu cầu giao dịch. Trong đó việc kiểm soát hoạt động đồng thời được

thực hiện bằng khóa, việc xử lý hoạt động đồng thời dựa trên một lịch biểu cho phép các giao
dịch thực hiện tuần tự theo một thứ tự nào đó. Chúng ta thấy rằng khi thực hiện hoạt động
đồng thời, các giao dịch có thể gây ra các vấn đề liên quan đến khóa và vấn đề bất khả tuần
tự. Để loại bỏ vấn đề này, có thể dùng bộ xếp lịch và các nghi thức.
Trong bài báo cáo này chúng tôi sẽ cùng làm rõ các vấn đề trên đây.
Một số khái niêm về CSDL phân tán.
- Khái niệm: CSDL phân tán là 1 tập nhiều CSDL liên quan đến nhau thông qua mạng máy
tính.
o Hệ quản trị CSDL phân tán bao gồm CSDL dưới dạng logic được chia thành các
phân mảnh. Mỗi phân mảnh được lưu trữ trên một hoặc nhiều máy tính dưới sự
điều khiển của các hệ quán trị CSDL riêng biệt.
- Ứng dụng: Các ứng dụng được cài đặt ở các trạm phục vụ cho việc truy cập dữ liệu ở đó.
- Ứng dụng cục bộ: các ứng dụng này chỉ quan tâm đến dữ liệu của một trạm
- Ứng dụng toàn cục: Liên quan đến dữ liệu ở nhiều trạm khác nhau
- Các loại lược đồ khi sử dụng CSDL phân tán:
o Lược đồ toàn cục: Xác định toàn bộ dữ liệu của CSDL phân tán.
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 3
o Lược đồ phân mảnh: Mỗi quan hệ tổng thể được chia thành các phân mảnh
không giao nhau gọi là phân mảnh. Phân mảnh có phân mảnh ngang và phân
mảnh dọc.
o Lược đồ định vị: Xác định đoạn dữ liệu nào được định vị tại trạm nào trên
mạng . Rij phân mảnh i tại tram j.
o Lược đồ ánh xạ địa phương: Ánh xạ các ảnh vật lý và các đối tượng được lưu tại
một trạm.
Hình 1. Lược đồ phân tán dữ liệu.
Kỹ thuật phân tán CSDL.
Một số kỹ thuật sử dụng trong CSDL phân tán:
- Phân mảnh: Một quan hệ được chia nhỏ thành các mỗi quan hệ con gọi là phân mảnh, đó
gọi là phân tán. Có 2 kiểu phân mảnh là phân mảnh ngang và phân mảnh dọc.
- Phân bổ: Mỗi phân mảnh được lưu trữ tại 1 vùng phân phối tối ưu.

- Sao chép: Trong CSDL quan hệ phân tán, một phân mảnh có thể được sao chép, nhân
rộng và lưu trữ tại 1 số vùng khác nhau.
1.1 Quá trình phân mảnh.
Mục đích của việc phân mảnh dữ liệu trong CSDL phân tán là nhằm hạn chế việc truy
xuất thừa, khi nhân bản dữ liệu làm tốn không gian bộ nhớ. Việc phân mảnh dữ liệu giúp cho
quá trình giao dịch được thực hiện đồng thời . Một truy vấn tổng thể được chia thành nhiều
truy vấn con, các truy vấn con này có thể thực hiện đồng thời với nhau giúp việc xử lý nhanh
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 4
hơn . Tuy nhiên cũng gặp một số rắc rồi khi truy xuất dữ liệu như cùng truy xuất vào một
phần tử dữ liệu.
Dữ liệu có thể được lưu trữ trên nhiều máy tính khác nhau qua sự phân mảnh. Một CSDL
được chia thành một số phần gọi là các phân mảnh, mỗi phân mảnh này đặt tại 1 số vùng
khác nhau.
Nguyên tắc của quá trình phân mảnh:
- Điều kiện đầy đủ: Một mối quan hệ R được chia thành các phân mảnh R1, R2 Rn, mỗi
mục dữ liệu trên R phải tồn tại ở ít nhất một phân mảnh Ri. Nguyên tắc này nhằm bảo
đảm dữ liệu không mất mát trong quá trình phân mảnh.
- Điều kiện kiến thiết: Nó phải có khả năng kiến thiết lại mỗi một quan hệ toàn cục từ các
phân mảnh của nó.
- Điều kiện phân tách được: Nếu quan hệ R được phân mảnh ngang thành R1,R2…Rn và
mục dữ liệu Tj nằm trong mảnh Rj thì nó sẽ không nằm trong 1 mảnh Rk(k#j). Đối với
phân mảnh dọc thì các thuộc tính trong khoá chính phải nằm trong mỗi phân mảnh.
1.1.1 Phân mảnh ngang.
Trong phân mảnh ngang, các mỗi quan hệ được chia theo chiều ngang. Phân mảnh ngang
trên R là tách R thành n bộ R1,R2 Rn sao cho quan hệ R có thể được khôi phục lại từ phép
hợp R = R1 U R2 U U Rn.
Ví dụ :
Ta có bảng KhachHang(MaKH, Hoten,Diachi, SoDT, Ngaysinh) ta phân mảnh bảng này
thành 3 phân mảnh ngang như sau :
KH1 = Diachi=’HaNoi’(KhachHang)

KH2 = Diachi=’HaiPhongi’(KhachHang)
KH3 = Diachi=’TP.HCM’(KhachHang)
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 5
1.1.2 Phân mảnh dọc.
Phân chia tập thuộc tính của quan hệ toàn cục thành tập các thuộc tính con . Mỗi R
i
đều
phải chứa khóa của R.
Phân mảnh dọc trên một quan hệ tổng thể R là tách bộ R thành n quan hệ con R1, R2 Rn
sao cho quan hệ R có thể được hồi phục lại từ các quan hệ con Ri bằng phép nối.
Ví dụ :
Ta có bảng sau : NhanVien(MaNV, TenNV, Luong, Thue, MaNQL, MaPB) ta phân chia
bảng này thành 2 phân mảnh dọc như sau :
NV1 = п MaNV, TenNV, MaNQL,MaPB(NhanVien)
NV2 = п MaNV, Luong ,Thue(NhanVien)
1.1.3 Phân mảnh hỗn hợp.
Là sự kết hợp của cả 2 phương pháp phân mảnh dọc và phân mảnh ngang.
1.2 Phân bổ dữ liệu.
Có bốn chiến lược phân tán dữ liệu:
- Tập trung dữ liệu: Tất cả các dữ liệu được tập trung một chỗ, cách này đơn giản nhưng
có 3 nhược điểm:
o Dữ liệu không sẵn sàng cho truy cập từ xa.
o Chi phí truyền thông lớn, thường làm cực đại việc truy cập dữ liệu tới nơi tập
trung.
o Toàn bộ hệ thống ngừng khi bị sự cố.
- Chia nhỏ dữ liệu: CSDL được chia thành các phần nhỏ liên kết nhau (không trùng lặp).
Mỗi phần dữ liệu được đưa đến các trạm phù hợp để sử dụng.
- Sao lặp dữ liệu:
o CSDL được nhân thành nhiều bản từng phần hoặc đầy đủ và được đặt ở nhiều
trạm.

o Nếu bản sao của CSDL được lưu trữ tại mọi nơi của hệ thống ta có trường hợp
sao lặp đầy đủ.
o Hiện nay có nhiều kỹ thuật mới cho phép tạo bản sao không đầy đủ phù hợp với
yêu cầu dữ liệu ở mỗi trạm và một bản đầy đủ được quản lý ở server.
o Sau một khoảng thời gian nhất định các bản sao được làm đồng bộ với bản
chính bằng một ứng dụng nào đó.
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 6
- Phương thức lai:
o CSDL được phân thành nhiều phần: quan trọng và không quan trọng.
o Phần ít quan trọng được lưu trữ ở một nơi và phần quan trọng được lưu ở một
nơi khác.
Xử lý giao dịch trong CSDL phân tán.
1.3 Thế nào là giao dịch .
Giao dịch là tập hợp các thao tác tạo thành một đơn vị làm việc logic trong hệ cơ sở dữ
liệu, như thao tác đọc và ghi dữ liệu.
1.4 Tính chất của giao dịch
Dù giao dịch được thực hiện trong CSDL tập trung hay phân tán thì nó đều phải thỏa mãn
4 tính chất sau :
- Tính nguyên tử (Atomicity): Toàn bộ thao tác của giao dịch được thực hiện hoặc không
thực hiện gì hết.
- Tính nhất quán (Consistency): Giao dịch phải đảm báo tính nhất quán của cơ sở dữ liệu.
- Tính cô lập (Isolation): Nhiều giao dịch được thực hiện đồng thời, các giao dịch này
không biết được các giao dịch khác đang thực hiện, kết quả trung gian của mỗi giao dịch
cũng được dấu trước các giao dịch khác.
- Tính bền lâu (Duarability): Sau khi giao dịch được hoàn thành quá trình thay đổi trong
cơ sở dữ liệu vẫn còn ngay cả khi hệ thống xảy ra sự cố.
1.5 Ví dụ về giao dịch.
T1
Read(X);
X=X – 2 ;

Write(X) ;
Commit;
T2
Read(X);
X= X + 1 ;
Write(X) ;
Commit;
T1- Transaction 1; T2- Transaction 2
Giả sử với X=5 thì T1 cho giá trị X sau cùng là 3, còn T2 cho giá trị X sau cùng là 6. Vi
phạm tính nhất quán trong cơ sở dữ liệu
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 7
1.6 Mô hình xử lý giao dịch
Hình 2 - Mô hình xử lý giao dịch
Trong hệ quản trị CSDL phân tán chứa 4 thành phần: Giao dịch (T: Transaction, Bộ quản
lý giao dịch (TM: Transactions Manager), Bộ quản lý dữ liệu (DM: Data Manager), Dữ liệu
(D: Data). Các giao dịch sẽ được quản lý bởi các bộ quản lý giao dịch (TMs). Mỗi bộ quản lý
giao dịch liên kết các giao dịch đơn với bộ lập lịch S có nhiệm vụ sắp xếp việc thực hiện các
giao dịch đơn. Bộ quản lý dữ liệu DMs quản lý CSDL lưu trữ, có chức năng như xử lý CSDL
cuối.
Trong hệ CSDL quan hệ tập trung, mỗi workspace riêng biệt là 1 phần của TMs và dữ
liệu có thể tự do di chuyển giữa 1 giao dịch và không gian của nó, và giữa mỗi không gian
của nó với bộ quản lý dữ liệu. Trong khi đó với 1 CSDL quan hệ phân tán thì các bộ quản lý
giao dịch và các bộ quản lý dữ liệu có thể thực hiện tại các điểm khác nhau.
Làm thế nào một giao dịch (T) dọc và ghi dữ liệu trong 1 không gian có truy vấn tối ưu
và không bị ảnh hưởng trực tiếp bởi sự điều khiển đồng thời. Giả sử T cập nhật giá trị x, y, z
lưu trữ trên DMx, DMy, DMz. Giả sử giao dịch bị lỗi khi DM phát lệnh ghi x, nhưng trước
đó DM đã phát lệnh cho y, z. Tại thời điểm này CSDL là không còn chính xác. Tuy nhiên
trong trong CSDL quan hệ phân tán, các bộ TMs vẫn còn hoạt động và có thể truy cập vào
CSDL không chính xác này. Để tránh vấn đề này, các lệnh Prewrite phải được điều chỉnh 1
chút. Các lệnh được sao lưu vào vùng lưu trữ an toàn, lệnh Prewrite cũng được chỉ rõ DM

nào tham gia trong hành động COMMIT. Khi đó nếu TM bị lỗi ở pha 2 (trong giao thức 2
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 8
pha), DMs sẽ không phát lệnh ghi, đồng thời có thể nhận ra vấn đề và thông báo cho các DM
khác liên quan đến quá trình COMMIT
Chi tiết xử lý giao dịch:
Hình 3- Chi tiết xử lý giao dịch.
Trong DDBMS quá trình xử lý giao dịch thực hiện như sau:
- Thao tác đọc: Bộ quản lý dữ liệu (DM) thực hiện việc duyệt CSDL cục bộ(CSDL tại các
server) để trả về theo yêu.
- Thao tác ghi: Bộ quản lý dữ liệu (DM) sửa đổi CSDL cục bộ và trả về sự chấp thuận cho
bộ lập lịch S, bộ lập lịch S trả về bộ quản lý giao dịch (TM), bộ (TM) trả về cho giao dịch.
Giao thức 2PC (Two Phase Commit)
Gồm hai giai đoạn như sau :
 Giai đoạn 1: Ở một vị trí nào đó, máy chủ này sẽ gửi một thông báo C-PREPARE tới
tất cả các máy chủ khác, để thực hiện giao dịch ngay bây giờ. Sau khi các máy chủ nhận
được thông báo này nó gửi lại thông báo C-READY nếu đã sẵn sàng cho việc thực hiện
giao dịch. Một số máy chủ có thể gửi lại thông báo C-REFUSE nếu không thực hiện
được giao dịch bởi một lý do nào đó.
 Giai đoạn 2: Nếu máy chủ gửi thông báo C-PREPARE mà nhận được thông báo C-
READY từ tất cả các máy chủ khi đó nó sẽ gửi một thông báo C-COMMIT tới tất cả các
máy chủ đó. Mỗi máy chủ đồng ý khi nhận được thông báo này. Nếu máy chủ gửi thông
báo C-PREPARE mà nhận được một thông báo C-REFUSE từ bất kỳ máy chủ nào thì nó
lại gửi thông báo C-ROLLBACK tới tất cả các máy chủ khác. Khi đó giao dịch thực hiện
không kết thúc.
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 9
Điều khiển tương tranh trong CSDL phân tán.
Một số vấn đề phát sinh liên quan tới việc điều khiển tương tranh và khôi phục các vấn
đề trong CSDL phân tán. Có một số vấn đề chính như sau:
- Lỗi site: Có một số tình huống phát sinh khi một hoặc nhiều site bị lỗi trong CSDL quan
hệ phân tán. Trong trường hợp đó, tính nhất quán và toàn vẹn của CSDL cần được khôi

phục.
- Vấn đề về mạng: Khi mạng bị lỗi, gây ra hiện tượng một hoặc nhiều site được cắt khỏi
các site còn lại trong môi trường hệ quản trị CSDL phân tán.
- Vấn đề trùng lặp dữ liệu: Nhiều bản sao của CSDL cần được giám sát cẩn thận để đảm
bảo tính nhất quán.
- Giao dịch phấn tán: Vấn đề phát sinh khi 1 giao dịch phân tán qua nhiều site. Một vài
site commit/rooling thành công, trong khi một số giao dịch khác lại thất bại.
- Bế tắc phân tán: Trong hệ quản trị CSDL phân tán, một bế tắc (Deadlock) có thể xuất
hiện tại một hoặc nhiều site. Vì vậy, việc xử lý cẩn thận là cần thiết.
1.7 Khái niệm về khóa.
Khóa chốt là một cơ chế thường dùng để giải quyết những vẫn đề liên quan đến đồng bộ
hóa dữ liệu trong việc truy cập dùng chung. Mỗi phần tử dữ liệu đều có một khóa chốt kết
hợp với chúng. Bộ xếp lịch luôn đảm bảo chỉ có duy nhất một giao dịch giữ khóa chốt của
mục dữ liệu trong một thời điểm, và cũng chỉ có một giao dịch truy cập dữ liệu đó tại cùng
một thời điểm. Chúng ta quan tâm đến hai loại khóa sau :
- Khóa đọc (readlock): Chỉ cho phép đọc một phần tử dữ liệu trong một giao dịch.
- Khóa ghi (writelock): Chỉ cho phép ghi một phần tử dữ liệu trong một giao dịch.
- Hai khóa đụng độ nhau nếu chúng cùng khóa một mục dữ liệu trong các giao dịch khác
nhau.
- Bộ xếp lịch đặt khóa cho giao dịch T, nó không thể tự giải phóng khóa cho đến khi chưa
được bộ quản lý dữ liệu (DM) trả lời rằng đã xử lý thao tác tương ứng với khóa đó.
- Mỗi bộ xếp lịch khi đã giải phòng khóa cho giao dịch thì nó không thể lấy bất kỳ khóa
nào cho giao dịch đó.
- Khi nhận được một thao tác đọc, ghi với một mục dữ liệu ở một giao dịch từ bộ quản lý
giao dịch( TM) khi đó bộ quản lý giao dịch kiểm tra xem có đụng độ với một vài thao tác
đọc, ghi dữ liệu từ một giao dịch khác được đặt trước đó không .
- Nếu đụng độ thì nó sẽ trì hoãn cho đến khi nó có thể đặt khóa cần thiết cho thao tác ở giao
dịch trước đó.
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 10
- Nếu không đụng độ bộ xếp lịch sẽ đặt khóa và gửi thao tác đến bộ quản lý dữ liệu

1.8 Thế nào là đụng độ .
Là khi các thao tác đọc, ghi cùng truy xuất đến một mục dữ liệu ở cùng một thời gian
nhất định được gọi là đụng độ. Các thao tác này xuất phát từ các giao dịch khác nhau
1.9 Các phương pháp giái quyết vấn đề đụng độ .
1.9.1 Thuật toán khóa chốt hai giai đoạn (Two Phase Locking - 2PL)
- Là kỹ thuật hiệu quả trong việc khắc phục một số đụng độ cũng như thời gian chết trong
quá trình thực hiện các giao dịch.
- Trong kỹ thuật này thì bộ lập lịch quản lý khóa chốt và điều khiển giao dịch khi nào lấy
và khi nào giải phóng khóa.
- Giải quyết tốt việc đồng bộ hóa trong việc đọc, ghi. Trước khi đọc dữ liệu x thì phải khóa
mục x lại(readlock(x)),trước khi ghi lên x thì phải khóa x lại (writelock(x)).
- Định nghĩa khoá xung đột dựa trên kiểu đồng bộ được thực hiện:
o Với kiểu “RW”: 2 khoá xung đột khi cả 2 cùng khoá trên một mục dữ liệu và
một khoá là đọc và 1 khoá là ghi.
o Với kiểu “WW”: 2 khoá xung đột khi cả 2 cùng khoá trên một mục dữ liệu và 2
khoá đều là khoá ghi.
Kỹ thuật này gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn tăng trưởng(Growing phase): cho phép nhận các khóa và truy xuất dữ liệu
- Giai đoạn thu hồi(Shirnking phase): cho phép giải phóng các khóa đã khóa mục dữ liệu
trong giao dịch.
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 11
Hình 4 – Sơ đồ khóa 2PL.
Hình này cho thấy rằng: Sau khi hoàn thành việc truy xuất dữ liệu thì các khóa được giải
phóng. Điều này cho phép các giao dịch đang đợi khóa tiếp tục tiến hành và nhận khóa. Vì
thế làm tăng tính đồng thời trong việc xử lý dữ liệu.
Điểm khóa (Lock point): Là thời điểm mà giao dịch đã nhận được tất cả các khóa nhưng
chưa bắt đầu giải phóng khóa nào. Chính là điểm cuối của giai đoạn tăng trưởng và đầu giai
đoạn thu hồi khóa.
Nhận xét sơ đồ 2PL:
Với sơ đồ này thì phải biết được tất cả các yêu cầu khóa của mỗi giao dịch và thời điểm

bắt đầu thu hồi khóa do đó không tránh được tình trạng deadlock.
1.9.1.1 Cách thực hiện phương pháp 2PL.
Việc thực hiện phương pháp 2PL là xây dựng lịch 2PL, một module phần mềm nhận yêu
cầu khoá, giải phóng khoá và xử lý theo thứ tự 2PL. Cách thực hiện 2PL trong CSDL phân
tán là phân tán các bộ lịch (Scheduler) theo CSDL, đặt lịch cho các mục dữ liệu x tại DM nơi
chứa x được lưu trữ. Theo cách này, khoá đọc có thể được yêu cầu ngầm bởi khoá đọc và ghi
trên DM (dm-read, dm-write) được yêu cầu ngầm bởi lệnh prewrites. Nếu yêu cầu khoá
không thể được cấp, các hành động này sẽ được lưu trên hàng đợi với các mục dữ liệu mong
muốn. Khoá ghi được ngầm giải phóng bởi dm-writes. Tuy nhiên để giải phóng khoá đọc thì
điều khiển giải phóng khoá đặc biệt cần được yêu cầu. Khi một khoá được giải phóng, thì các
hành động trên hàng đợi với các mục dữ liệu được thực hiện theo thứ tự FIFO.
Tuy nhiên, với giao dịch cập nhật X thì tất cả các bản sao của X phải được cập nhật và nó
phải chứa 1 khoá ghi trên tất cả các bản sao của X.
1.9.1.2 Kỹ thuật: Bản sao chính 2PL.
Kỹ thuật này là kỹ thuật 2PL có quan tâm tới dữ liệu dự phòng. Một bản sao dữ liệu được
chọn là bản sao chính. Trước khi truy xuất dữ liệu trên bản sao thì một khoá phải đặt trên bản
sao chính. Với khoá đọc, trong kỹ thuật này yêu cầu trao đổi nhiều hơn kỹ thuật 2PL thông
thường. Giả sử X1 là bản sao chính của X, giao dịch T muốn đọc dữ liệu trên một số bản sao
Xi của X. Để đọc X, T phải giao tiếp với các DM nơi mà các Xi được lưu. Trong khi theo kỹ
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 12
thuật 2PL thông thường thì T chỉ việc giao tiếp với DM của X. Với khoá ghi, thì phương
pháp này không cần giao tiếp nhiều.
1.9.1.3 Phương thức 2PL bình chọn. (Voting 2PL).
Phương thức chọn 2PL là kỹ thuật 2PL thông thường có khai thác dữ liệu dự phòng.
Phương pháp này bắt nguồn từ kỹ thuật đồng thuận của Thomas và nó chỉ phù hợp với đồng
bộ “WW”. Để hiểu cách chọn, chúng ta phải đặt trong ngữ cảnh của 2PC (two-phase
commit).
Giả sử giao dịch T muốn ghi dữ liệu lên X. T phải gửi lệnh prewrite tới DM chứa X. Với
giao thức chọn, DM luôn phải đáp ứng trực tiếp, khi nhận được prewrite nó phải trả lời “ lock
set” hoặc “lock blocked”. Sau khi TM nhận được thông tin từ DM, nó sẽ đếm số “lockset”.

Nếu nó là đa số, TM sẽ coi như tất cả các khoá được thiết lập. Ngược lại, nó sẽ chờ DM gửi
thông diệp “lock blocked”. Đặt bế tắc sang một bên, cuối cùng nó sẽ nhận được đủ “lockset”
để tiếp tục xử lý. Vì tại một thời điểm chỉ có một giao dịch T có thể giữ phần lớn ổ khoá trên
X, chỉ có một giao dịch ghi lên X có thể ở pha 2 của nó tại bất cứ thời điểm nào. Do đó tất cả
các bản sao của X có cùng trình tự ghi. Điểm khoá của T xuất hiện khi nó thu được số lượng
khoá ghi đủ lớn trên mỗi mục dữ liệu. Khi cập nhật nhiều mục dữ liệu, một giao dịch phải thu
được một lượng lớn các khoá trên các mục dữ liệu trước khi phát lệnh dm-write. Theo
nguyên tắc, phương thức chọn 2PL có thể được điều chỉnh trong đồng bộ “RW”. Trước khi
đọc bất cứ bản sao X nào đó, giao dịch T phải yêu cầu khoá đọc trên các bản sao X; Khi một
số khoá đủ lớn được thiết lập, giao dịch T có thể đọc trên bất cứ bản sao nào. Kỹ thuật này
đòi hỏi cao: Đúng ra chỉ yêu cầu một bản sao X được khoá, bản sao cho việc đọc thì không,
nhưng kỹ thuật này yêu cầu khoá trên tất cả các bản sao. Vì lý do này nó không phù hợp cho
đồng bộ “RW”.
1.9.1.4 Kỹ thuật 2PL tập trung.
Thay vì phân tán lịch 2PL, một lịch tập trung được đặt tại 1 site, khi truy xuất bất cứ site
nào khác, ổ khoá phù hợp được lấy từ lịch 2PL trung tâm. Ví dụ, khi thực hiện dm-read(x)
khi x không đặt ở site trung tâm, đầu tiên TM yêu cầu read-lock trên x tại site trung tâm. Chờ
tới khi site trung tâm hiểu được và thực hiện khoá, nó sẽ gửi yêu cầu dm-read(x) tới DM của
lưu giữ x.
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 13
Như hình vẽ dưới, giả sử giao dịch thực hiện đồng thời, thực hiện READ sẽ thực hiện
trước END. Các thực hiện sẽ được mô tả như sau:
DM A: RL [X1]; DM B: RL [Y2]; DM C: RL [Z3]
Tại thời điểm này thì: T1 khoá đọc trên X1, T2 khoá đọc Y2, T3 khoá đọc Z3.
Trước khi xử lý toàn bộ giao dịch yêu cầu khoá ghi: T1 yêu cầu khoá ghi trên Y1,Y2; T2
yêu cầu khoá ghi trên Z2, Z3; T3 yêu cầu trên X1.
Nhưng T1 không thể khoá ghi trên Y2 cho tới khi T2 giải phóng khoá đọc; 2khoong thể
có khoá ghi trên Z3 cho tới khi T3 giải phóng khoá đọc; T3 không thể có khoá ghi trên X1
cho tới khi T1 giải phóng quyền đọc. Đây chính là Deadlock.
1.9.2 Thuật toán nhãn thời gian.

1.9.2.1 Ý tưởng:
Để đảm bảo tính khả tuần tự của lịch biểu thì mỗi giao dịch khi tham gia vào hệ thống sẽ
được gán một nhã thời gian duy nhất, đó chính là thời điểm bắt đầu của giao dịch. Bộ xếp lịch
sẽ dựa vào nhãn thời gian này để sắp xếp lịch biểu thực hiện các giao dịch
1.9.2.2 Cách thiết lập nhã thời gian.
Bộ xếp lịch sẽ duy trì bộ đếm số lượng các giao dịch đã được lập lịch. Khi một giao
dịch mới yêu cầu được lập lịch thì bộ lập lịch sẽ tăng bộ đếm số lượng này lên một đơn vị và
gán giá trị số đó cho giao dịch yêu cầu. Như vầy không thể xảy ra yêu cầu hai giao dịch có
cùng một nhãn thời gian do đó thứ tự tương đối của các nhãn thời gian của các giao dịch cũng
chính là thứ tự các giao dịch được thực hiện
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 14
1.9.2.3 Mô tả thuật toán .
Giả sử có một giao dịch thực hiện với nhãn thời gian t đang muốn thực hiện thao tác X
trên mục dữ liệu và có thời gian thực hiện đọc là tr, thực hiện ghi là tw.
 Thực hiện thao tác này nếu :
- X=read và t>=tw . khi đó gán thời điểm đọc dữ liệu là t luôn nếu t>tr
- X=write và t>=tr và t>=tw. Gán thời điểm ghi là t nếu t>tw
 Giao dịch không thực hiện gì nếu .
- X=write và tr<=t<=tw
 Hủy bỏ giao dịch nếu .
- X=read và t<tw hoặc X=write và t<tr
Minh hoạ:
Ti
Bước T1 T2 T3 A B C
10 20 30 Tr=0
Tw=0
Tr=0
Tw=0
Tr=0
Tw=0

1 Read(A) Tr =20
2 Read(A) Tr =30
3 Write(B) Tw=20
4 Write(A) Tw=30
5 Read(B)
T1 bị hủy
bỏ
Giải thích :
 Bước 1: T2(có nhãn thời gian là t=20) thực hiện đọc A có tw=0. Vì t>tw và t>tr nên
tr(A)=20.
 Bước 2: T3(có nhãn thời gian t=30) thực hiện đọc A có tw=0. Vì t>tw và t>tr(30>20) nên
tr(A)=30.
 Bước 3: T2(có nhãn thời gian t=20) thực hiện ghi B có tr=0 và tw=0 mà t>tr và t>tw nên
tw(B)=20
 Bước 4: T3(có nhãn thời gian t=30) thực hiện ghi A có tr(A)=30 và tw(A)=0. Vì
t>tw(30>0) nên tw(A)=30
 Bước 5: T1(có nhãn thời gian t=10) thực hiện đọc B có tw(B)=20 vì t<tw(B) nên giao
dịch T1 bị hủy bỏ
1.9.2.4 Đánh giá thuật toán
- Ưu điểm: Lịch tạo ra là khả tuần tự và tránh được deadlock
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 15
- Nhược điểm: Ta có thể khởi động lại giao dịch để đánh nhãn thời gian mới cho giao dịch
đó.
Vấn đề xử lý giao dịch trong CSDL phân tán 16