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在经典理论教材“Principles of Distributed Database Systems”中,作者将乐观协议和悲观协议的操作,都统一成四个阶段,分别是有效性验证(V)、读(R)、计算(C)和写(W)。两者的区别就是这四个阶段的顺序不同:悲观协议的操作顺序是 VRCW,而乐观协议的操作顺序则是 RCVW。因为在比较两种协议时,计算(C)这个阶段没有实质影响,可以忽略掉。那么简化后,悲观协议的顺序是 VRW,而乐观协议的顺序就是 RVW。
关于三个阶段的定义在不同文献中稍有区别,其中“Principles of Distributed Database Systems”对这三个阶段的定义通用性更强,对于 RVW 和 VRW 都是有效的,我们先看下具体内容。
- 读阶段(Read Pharse)每个事务对数据项的局部拷贝进行更新。
要注意,此时的更新结果对于其他事务是不可见的。这个阶段的命名特别容易让人误解,明明做了写操作,却叫做“读阶段”。我想它大概是讲,那些后面要写入的内容,先要暂时加载到一个仅自己可见的临时空间内。这有点像我们抄录的过程,先读取原文并在脑子里记住,然后誊写出来。
- 有效性确认阶段(Validation Pharse)验证准备提交的事务。
这个验证就是指检查这些更新是否可以保证数据库的一致性,如果检查通过进入下一个阶段,否则取消事务。再深入一点,这段话有两层意思。首先这里提到的检查与隔离性目标有直接联系;其次就是检查可以有不同的手段,也就是不同的并发控制技术,比如可以是基于锁的检查,也可以是基于时间戳排序。
- 写阶段(Write Pharse)将读阶段的更新结果写入到数据库中,接受事务的提交结果。
这个阶段的工作就比较容易理解了,就是完成最终的事务提交操作。
还有一种关于乐观与悲观的表述,也与三阶段的顺序相呼应。乐观,重在事后检测,在事务提交时检查是否满足隔离级别,如果满足则提交,否则回滚并自动重新执行。悲观,重在事前预防,在事务执行时检查是否满足隔离级别,如果满足则继续执行,否则等待或回滚。
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13 | 隔离性:为什么使用乐观协议的分布式数据库越来越少?
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RVW 的三阶段划分,也见于研究乐观协议的经典论文“On Optimistic Methods for Concurrency Control”。