CN101661403B - 基于替代服务模型的实时网格事务管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种计算机技术领域的基于替代服务模型的实时网格事务管理系统，包括：实时事务应用模块、实时事务服务模块、实时事务执行模块和服务注册中心，其中：实时事务应用模块向实时事务服务模块发出事务处理请求，实时事务服务模块负责协调和管理实时事务执行模块，实时事务执行模块负责执行事务，服务注册中心为实时事务服务模块提供实时事务执行模块的信息。本发明通过将完成相同功能的网格服务作为一个替代服务组来建立替代模型，使完成相同功能的网格服务被重启的可能性减小，从而降低在高度动态、极端异构、地理分布的网格环境中的实时事务失败的概率，提高实时事务在截止期内成功提交的几率。

Description

基于替代服务模型的实时网格事务管理系统

技术领域

本发明涉及一种计算机技术领域的系统，具体是一种基于替代服务模型的实时网格事务管理系统。

背景技术

实时事务用于保障对执行时间有严格要求的关键应用的正确性。传统的面向分布式数据库系统的实时事务的主要研究内容包括：截止期计算和优先权分配；并发控制策略；实时事务调度。

经对现有技术文献的检索发现，2002年2月J.R.Haritsa，K.Ramamritham，和R.Gupta在《IEEE并行与分布式系统学报》上提出了一个实时提交协议PROMPT(实时读取被修改准备数据的提交协议)，该协议是针对分布式实时数据库系统来设计的，允许实时事务乐观地访问其它未提交事务的中间结果。但是，在网格环境下，执行子事务的网格服务是在事务执行之前动态发现的。当一个事务执行失败或被高优先级事务抢占而需要重启时，导致事务重启的原因并没有消除，使之多次重启而超过截止期。因此，在地理分布性和异构性极强、网络通讯时延和故障率都比较高的网格环境下的实时事务比传统的分布式环境更容易超过时间要求而引起失败，因而面向网格的实时事务管理系统需要新的执行模式与协调技术。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于替代服务模型的实时网格事务管理系统。本系统用于网格环境下对执行时间有明确限制的关键应用(如基于网格的股票交易系统)，通过采用替代服务模型，提高了实时事务在截止期内成功提交的几率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：实时事务应用模块、实时事务服务模块、实时事务执行模块和服务注册中心，其中：实时事务应用模块向实时事务服务模块发出事务处理请求，实时事务服务模块负责协调和管理实时事务执行模块，实时事务执行模块负责执行事务，服务注册中心为实时事务服务模块提供实时事务执行模块的信息。

所述的实时事务执行模块包括若干个网格服务，这些网格服务根据实现的功能被分为多个替代服务组，其中：每个替代服务组执行各个子事务，同一替代服务组中的网格服务完成相同的子事务；当某一网格服务被分配了任务后，其状态被标记为“不可使用”；当任务完成后，该网格服务的状态将被及时更新为“可以使用”。

所述的服务注册中心包括：实时事务执行模块中各个网格服务的访问地址、数据传输方法、提供的功能、需要的输入参数和输出结果，其中，实时事务执行模块通过网格规范向服务注册中心登记其各个网格服务的上述信息。

所述的实时事务服务模块包括：接口模块、一个管理节点和若干个执行节点，其中：接口模块向实时事务应用模块提供启动/停止实时事务服务；管理节点用来协调执行各个子事务的网格服务之间的一致性(如提交或放弃)；执行节点用来实际执行各个子事务，一个执行节点对应一个网格服务。

所述的接口模块包括：OGSA(开放网络服务体系结构)接口、TX(事务处理)接口和应用相关的特定接口，其中：OGSA接口用于管理服务；TX接口用于管理事务；特定接口用于特定应用目的。

所述的管理节点包括：服务发现模块、全局调度器和全局日志，其中：服务发现模块基于应用的需求，发现实际执行子事务的网格服务；全局调度器在收到应用请求后，分别创建事务上下文和全局事务管理器，并调度全局事务管理器和事务上下文，使得部署在节点上的一个实时事务服务能够为多个并发事务提供事务管理能力；全局日志记录全局事务执行状态。

所述的全局事务管理器是全局实时事务的管理者，该管理者拥有该全局事务所有参加者的信息；控制着全局事务的创建、准备过程；并根据各子事务的准备情况，决定提交或放弃全局实时事务。

所述的事务上下文是指管理节点协调事务执行节点所需的各类信息，包括事务类型、事务标识符和协调者网络地址。

所述的执行节点包括：子调度器和子日志，其中：子调度器在被要求执行子事务后，创建一个子事务管理器；子日志记录子事务执行状态。

所述的子事务管理器是每一个子事务的管理者，该管理者收集实时事务执行模块的状态，并根据全局事务管理器的命令，控制该网格服务提交或放弃相应的子事务。

实时事务应用模块向实时事务服务模块发出事务处理请求，启动实时事务服务模块；当实时事务服务模块收到事务处理请求后，服务发现模块到服务注册中心查找合格的网格服务的相关信息，并将合格的网格服务信息交给全局调度器；全局调度器生成事务上下文和全局事务管理器，全局事务管理器根据事务上下文将每一个子事务发送给能执行该子事务的相应替代服务组中的一个网格服务；如果该网格服务成功地执行了子事务，全局事务管理器放弃该替代服务组中的其它网格服务，反之，若该替代服务不能完成该子事务，则全局事务管理器将子事务发送给该组中的下一个网格服务；替代服务组向全局事务管理器发送响应消息表示可以加入该事务处理过程，并由该替代服务组相应的子事务管理器进行管理；全局事务管理器与子事务管理器通过一系列的消息交互，最终完成对实时事务执行过程的管理与控制。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过将完成相同功能的网格服务作为一个替代服务组来建立替代模型，使完成相同功能的网格服务被重启的可能性减小，从而降低在高度动态、极端异构、地理分布的网格环境中的实时事务失败的概率，提高了实时事务在截止期内成功提交的几率。

附图说明

图1是实施例的系统结构；

图2是实施例的实时事务执行模块示意图；

图3是实施例的全局调度协调的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：实时事务应用模块1、实时事务服务模块2、实时事务执行模块3和服务注册中心4，其中：实时事务应用模块1向实时事务服务模块2发出事务处理请求，实时事务服务模块2负责协调和管理实时事务执行模块3，实时事务执行模块3负责执行事务，服务注册中心4为实时事务服务模块2提供实时事务执行模块3的信息。

所述的实时事务执行模块3包括n个网格服务，分别是第一网格服务W1、第二网格服务W2，依次类推，第n网格服务Wn。如图2所示，这些网格服务根据实现的功能被分为m个替代服务组，分别是第一替代服务组T1，第二替代服务组T2，依次类推，第m替代服务组Tm，其中：每个替代服务组执行各个子事务，同一替代服务组中的网格子服务执行相同的子事务。

所述的服务注册中心4包括：实时事务执行模块3中各个网格服务的访问地址、数据传输方法、提供的功能、需要的输入参数和输出结果，其中，实时事务执行模块3通过网格规范向服务注册中心4登记其各个网格服务的上述信息。

所述的实时事务服务模块2包括：接口模块5、一个管理节点6和n个执行节点，即第一执行节点Z1，第二执行节点Z2，依次类推，第n执行节点Zn，其中：接口模块5向实时事务应用模块1提供启动/停止实时事务服务；管理节点6用来协调执行子事务的n个网格服务之间的一致性(如提交或放弃)；执行节点用来实际完成相应的子事务。

所述的接口模块5包括：OGSA接口和TX接口，其中：OGSA接口用于管理服务；TX接口用于管理事务。

所述的管理节点6包括：服务发现模块7、全局调度器8和全局日志9，其中：服务发现模块7基于应用的需求，发现实际执行子事务的网格服务；全局调度器8在收到应用请求后，分别创建事务上下文和全局事务管理器，并调度全局事务管理器和事务上下文，使得部署在节点上的一个实时事务服务能够为多个并发事务提供事务管理能力；全局日志9记录全局事务执行状态。

所述的全局事务管理器是全局实时事务的管理者，它拥有该全局事务所有参加者的信息；控制着全局事务的创建、准备过程；并根据各子事务的准备情况，决定提交或放弃全局实时事务。

所述的事务上下文是指管理节点6协调事务执行节点所需的各类信息，包括事务类型、事务标识符和协调者网络地址。

所述的第i执行节点Zi包括：子调度器Zia和子日志Zib，其中：子调度器Zia在被要求执行子事务后，创建一个子事务管理器；子日志Zib记录子事务执行状态。

所述的子事务管理器是每一个子事务的管理者，它收集实时事务执行模块3的状态，并根据全局事务管理器的命令，控制该网格服务提交或放弃相应的子事务。

本实施例的工作过程是：实时事务应用模块1向实时事务服务模块2发出事务处理请求，启动实时事务服务模块2；当实时事务服务模块2收到事务处理请求后，服务发现模块7到服务注册中心4查找合格的网格服务的相关信息，并将合格的网格服务信息交给全局调度器8；全局调度器8生成事务上下文和全局事务管理器，全局事务管理器将每一个子事务依次发送给相应替代服务组中的一个网格服务；如果该替代服务成功地执行了子事务，全局事务管理器放弃该替代服务组中的其它替代服务，反之，若该替代服务不能完成该子事务，则全局事务管理器将子事务发送给该组中的下一个替代服务；替代服务组向全局事务管理器发送响应消息表示可以加入该事务处理过程，由该替代服务组的子事务管理器进行管理；全局事务管理器与子事务管理器执行协调事务：通过交互一系列的协调消息，控制着实时事务的执行过程。

所述的协调事务包括全局事务管理协调和子事务执行协调，其中全局事务管理协调由全局事务管理器执行，子事务执行协调由子事务管理器执行。

如图3所示，所述的全局事务管理协调的实施如下：

第一步，全局事务管理器将子事务发送给每一个相应的替代服务组中的一个网格服务；

第二步，该网格服务执行该子事务，当执行完毕便向相应的替代服务组返回可提交信息，相应的子事务标记为可提交子事务，相应的替代服务组标记为可提交替代服务组，期间判断用时是否超过实时事务截止期，如果超时，则全局事务管理器向可提交替代服务组发送放弃消息，全局实时事务失败，协调结束，事务系统恢复到该全局实时事务执行前的状态；否则，继续第三步；

第三步，全局事务管理器等待来自每个替代服务组的消息，判断是否每个替代服务组都被标记为可提交替代服务组。如果每个替代服务组都被标记为可提交替代服务组，则全局实时事务成功，协调结束，事务系统进入新的一致性状态；否则，继续第四步；

第四步，判断未发送可提交信息的替代服务组是否还有未执行的网格服务，如果未发送可提交信息的替代服务组没有未执行的网格服务，则全局实时事务失败，协调结束，事务系统恢复到该全局实时事务执行前的状态；否则，重新从第二步开始执行。

所述的子事务管理协调的实施如下：

第一步，子事务管理器等待来自全局事务管理器的消息，当全局事务管理器要求替代服务组执行相应的子事务时，则执行子事务中的应用操作，期间判断是否超过子事务截止期，如果超时，则子事务在该替代服务上的执行失败，协调结束，该替代服务恢复到事务执行前的状态；否则，转第二步；

第二步，若不能成功执行，则向全局事务管理器返回一条“失败”消息，子事务在该替代服务上的执行失败，协调结束，该替代服务恢复到事务执行前的状态；如果能够成功执行，则向全局事务管理器返回一条“可提交”消息；如果收到全局事务管理器发出的放弃消息，则回滚已经执行过的应用操作，子事务在该替代服务上的执行失败，协调结束，该替代服务恢复到事务执行前的状态。

本实施例通过将完成相同功能的网格服务作为一个替代服务组来建立替代模型，使完成相同功能的网格服务被重启的可能性减小，从而降低在高度动态、极端异构、地理分布的网格环境中的实时事务失败的概率，提高实时事务在截止期完成的几率。

Claims (5)

1.一种基于替代服务模型的实时网格事务管理系统，其特征在于，包括：实时事务应用模块、实时事务服务模块、实时事务执行模块和服务注册中心，其中：实时事务应用模块向实时事务服务模块发出事务处理请求，实时事务服务模块负责协调和管理实时事务执行模块，实时事务执行模块负责执行子事务，服务注册中心为实时事务服务模块提供实时事务执行模块的信息；

所述的实时事务执行模块包括若干个网格服务，这些网格服务根据实现的功能被分为多个替代服务组，其中：每个替代服务组执行各个子事务，同一替代服务组中的网格服务执行相同的子事务；

所述实时事务服务模块将每一个子事务依次发送给相应替代服务组中的一个网格服务，如果该替代服务成功地执行了子事务，实时事务服务模块放弃该替代服务组中的其它替代服务，反之，若该替代服务不能完成该子事务，则实时事务服务模块将子事务发送给该组中的下一个替代服务；替代服务组向实时事务服务模块发送响应消息表示可以加入该事务处理过程，由该替代服务组的子事务管理器进行管理。

2.根据权利要求1所述的基于替代服务模型的实时网格事务管理系统，其特征是，所述的服务注册中心包括：实时事务执行模块中各个网格服务的访问地址、数据传输方法、提供的功能、需要的输入参数和输出结果，其中，实时事务执行模块通过网格规范向服务注册中心登记其各个网格服务的上述信息。

3.根据权利要求1所述的基于替代服务模型的实时网格事实管理系统，其特征是，所述的实时事务服务模块包括：接口模块、一个管理节点和若干个执行节点，其中：接口模块向实时事务应用模块提供启动/停止实时事务服务；管理节点用来协调执行各个子事务的网格服务之间的一致性；执行节点用来实际执行各个子事务，一个执行节点对应一个网格服务。

4.根据权利要求3所述的基于替代服务模型的实时网格事务管理系统，其特征是，所述的管理节点包括：服务发现模块、全局调度器和全局日志，其中：服务发现模块基于应用的需求，发现实际执行子事务的网格服务；全局调度器在收到应用请求后，分别创建事务上下文和全局事务管理器，并调度全局事务管理器和事务上下文，使得部署在节点上的一个实时事务服务能够为多个并发事务提供事务管理能力；全局日志记录全局事务执行状态。

5.根据权利要求3所述的基于替代服务模型的实时网格事务管理系统，其特征是，所述的执行节点包括：子调度器和子日志，其中：子调度器在被要求执行子事务后，创建一个子事务管理器；子日志记录子事务执行状态。

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