CN104603775B - 事务的回滚方法和装置，以及关系数据库管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明的各项实施例提供事务的回滚方法和装置，以及关系数据库管理系统。所述方法包括：当回滚到保存点时，从事务块中获取撤销记录；判断所述撤销记录是否为数据的第一撤销记录；如果所述撤销记录为所述第一撤销记录，在所述数据对应的LCB上标记释放信息，使得在应用所述撤销操作后释放一个或多个等待所述LCB的事务。在本发明中，即使一些事务正在等待同一元组，也可以释放锁。此外，在回滚到保存点期间不存在单独的资源释放锁。

Description

事务的回滚方法和装置，以及关系数据库管理系统

技术领域

本发明涉及数据库技术，尤其涉及事务的回滚方法和装置，以及关系数据库管理系统。

背景技术

关系数据库管理系统(relational database management systems,RDBMS)中，“事务”指的是工作站和程序之间、两个工作站或两个程序之间的交换。这些工作站或程序完成了特定动作或结果。交换开始时，事务开启；提交特定动作或结果时，事务结束。

一些传统的RDBMS通过使用保存点(savepoint)来支持子事务。保存点在事务开始和提交之间创建。保存点允许撤销某个保存点之后的数据修改。本文中称为“回滚到保存点”。大多数关系数据库系统使用撤销记录或撤销记录的某一变体进行多版本控制以保存读事务待使用的同一记录的不同版本。

为了保证事务发生时具有完整性，必须防止两个事务同时更新同一数据。通常使用正在更新的数据上的锁。当事务对对象进行加锁时，事务使用数据结构对该对象进行标记以通知其它事务有关该锁和对该对象进行的操作类型的信息。该标记为控制块结构，有时也称为锁控制块(Lock Control Block，LCB)。

当回滚到某个保存点时，必须考虑该保存点之后获取的锁。可释放这些用于使得修改(现已回滚)不为其它事务所见的锁。因此，当回滚到保存点并唤醒其它事务等待对锁定行进行操作时存在对用于选择性地释放锁的方法的需求。

然而，发明人发现在现有技术中，当回滚到某个保存点后，等待中的事务未被唤醒；或者，即使在回滚到保存点后，锁被释放并且等待中的事务被唤醒，也需要扫描整个锁列表来匹配对应的资源。

发明内容

本发明的各项实施例涉及事务的回滚方法和装置，以及关系数据库管理系统。

根据本发明的实施例的第一方面，提供一种在关系数据库管理系统中应用的事务的回滚方法，所述方法包括：

当回滚到保存点时，从事务块中获取撤销记录；

判断所述撤销记录是否为数据的第一撤销记录；

如果所述撤销记录为所述第一撤销记录，则在所述数据对应的锁控制块LCB上标记释放信息，使得在应用所述撤销操作后释放一个或多个等待所述LCB的事务。

根据本发明的实施例的第二方面，提供一种在关系数据库管理系统中应用的事务的回滚装置，所述装置包括：

第一获取单元，用于当回滚到保存点时，从事务块中获取撤销记录；

第一判断单元，用于判断所述撤销记录是否为数据的第一撤销记录；

标记单元，用于如果所述撤销记录为所述第一撤销记录，在所述数据对应的LCB上标记释放信息。

根据本发明的实施例的第三方面，提供一种关系数据库管理系统，其中所述关系数据库管理系统包括如上所述的事务的回滚装置。

本发明的优点在于：由于锁释放算法仅需要遍历锁列表一次，所以该算法更为高效；并且即使一些事务正在等待同一元组，也可以释放锁。此外，在回滚到保存点期间不存在单独的资源释放锁。

参考以下描述和附图，本发明的这些和其它方面以及特征将显而易见。在描述和附图中，详细揭示了本发明的特定实施例，以指示出本发明的原理可以采用的一些方式，但应理解，本发明并不限于对应的范围。相反，本发明包括所附权利要求书的精神和项内的所有变化、修改以及等效物。

参考一项实施例描述和/或说明的特征可以采用相同方式或类似方式用于一项或多项其它实施例，和/或与其它实施例的特征结合使用或替代这些特征。

应强调的是，本说明书中所用的术语“包括”用于说明存在所述特征、整体、步骤或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、部件或上述项的组合。

参考以下附图可以更好地理解本发明的许多方面。附图中的部件不必按比例绘制，而是将重点放在清晰地说明本发明的原理上。为了有助于说明并描述本发明的一些部分，可以将附图中对应部分的尺寸放大，例如，相对于其它部分而言，使其比根据本发明实际制作的示例性装置大。本发明的一个附图或实施例中描绘的元件和特征可以与一个或多个额外附图或实施例中描绘的元件和特征相结合。此外，在附图中，相同参考编号指代若干视图中的对应部分，并且可以用来指代一项以上实施例中的相同或类似部分。

附图说明

附图被包括在内以提供对本发明的进一步理解，附图构成本说明书的一部分，说明本发明的优选实施例，并且与描述内容一起用于阐明本发明的原理。附图中相同的参考编号始终表示相同的元件。

在附图中：

图1是本发明的实施例的方法的流程图；

图2所示为本发明中标记了LCB的示例。

图3是本发明的实施例的方法的另一流程图；

图4是本发明的实施例的回滚装置的示意图；

图5是本发明的实施例的回滚装置的另一示意图。

具体实施方式

各实施例的许多特征和优点在详细说明书中显而易见，因此，所附权利要求书意图涵盖属于其真实精神和范围内的实施例的所有此类特征和优点。此外，由于所属领域的技术人员将容易想到多种修改和变化，因而并不希望将发明性实施例限于所说明并描述的确切构造和操作，因此，可以采取的所有适当修改和等效物均属于相应范围内。

下文参考附图来描述本发明的优选实施例。

如今，许多商用DBMS(例如，Oracle)支持回滚到保存点。但是这些数据库在回滚到保存点时不会唤醒等待的事务。在回滚到保存点后，如果没有其它会话等待对行进行操作，那么允许用户(例如新会话或其它会话)对行进行操作。

此外，存在一些用于通过使用嵌套事务实施保存点的方法。在该方法中，每创建一个保存点，开启一个事务并回滚该事务以支持回滚到保存点。但是，该方法的问题在于需要更多资源。

例如，在PostgreSQL技术中，在每个保存点后分配新的事务id(子事务)及对应的资源所有者。对每个子事务上锁(关系、事务等)后，PostgreSQL将当前子事务的资源所有者与该锁关联。所以在每个保存点后，任意新锁会拥有不同的资源所有者。

当回滚到保存点时，对于每个保存点均需扫描整个锁列表来匹配对应的资源所有者。如果匹配，则PostgreSQL释放锁。如果事务中存在多个保存点并且已回滚到第一保存点，那么PostgreSQL需要遍历整个锁列表的次数等于保存点数目的一半。

例如，存在事务段。在上述情况下，PostgreSQL将遍历锁列表4次来回滚到保存点。

表1

本发明应基于锁管理的共同特征，锁管理是一种有效释放给定拥有工作单元拥有的锁的能力。该方法不应导致过度沉重的开销。本发明解决了这种需求。本发明基于以下事实：一旦最新记录版本用于回滚，那么释放记录上的锁就很安全。这确保了等待中的事务将释放用于操作并且后续事务能够对该记录进行写操作。

本发明尝试提出使用这些多版本记录作为标记回滚到保存点的方法。该标记用于确定回滚到哪个保存点。所以无论用户何时创建保存点，最新记录版本的句柄都将添加到保存点，并且在回滚到保存点时使用相同的句柄。

本发明确保在回滚到保存点后，等待中的事务被唤醒。此外，本发明利用现有资源作为标记，因此本质上使用的资源更少且更为简单。根据本发明，无论保存点的数目是多少，都只需扫描表1中的锁列表一次。所以如果事务中存在多个保存点，那么本发明优于PostgreSQL。

实施例1

本发明的实施例提供了一种在关系数据库管理系统中应用的事务的回滚方法。

图1是本发明的实施例的方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤101：当回滚到保存点时，从事务块中获取撤销记录；

步骤102：判断该撤销记录是否为数据的第一撤销记录；

步骤103：如果该撤销记录为第一撤销记录，则在数据对应的锁控制块LCB上标记释放信息，使得在应用所述撤销操作后释放一个或多个等待所述LCB的事务。

在该实施例中，对于使用多版本控制的系统而言，通过使用撤销记录来记录数据(例如，元组)修改。原始记录的副本在对实际记录进行修改前存储在撤销段中。

在该实施例中，如果事务将读取由另一事务更新的记录，那么更新后的元组的提交副本将被读取。被读取的副本不同于其他撤销条目，容易辨识。实际上，这是该事务元组的第一撤销记录。

在该实施例中，想法是回滚到保存点后，使用该信息来标记是否可以释放记录上的锁。当事务想要对记录进行写操作时，该事务必须先对记录上锁，从而通过给该锁加上等待锁使得其它写事务等待。

在该实施例中，锁可以是具有父事务信息和等待中的事务信息的数据结构记录和事务锁之间一一对应。当回滚到保存点时，如果事务使用第一撤销记录进行撤销，那么不存在任何修改，因此记录锁可以标记为释放。

在该实施例中，在进行回滚后，可以扫描事务锁并且将等待中的事务设置为释放后可以释放标记的锁。万一无任何事务正在等待元组，那么可以将事务戳从元组中移除，这样下一事务无需等待第一事务提交。

图2所示为本发明中标记了LCB的示例。如图2所示，存在两条数据(元组1和元组2)，且LCB1对应于元组1，LCB2对应于元组2。此外，存在7条记录(撤销1至撤销7)并且在撤销2和撤销3之间设置了保存点。其中撤销1、撤销2、撤销4、撤销6用于元组1；撤销3、撤销5、撤销7用于元组2。

如图2所示，撤销1是为元组1写入的第一撤销记录，而撤销3是为元组2写入的第一撤销记录。当回滚到保存点时，重放撤销3并且将LCB2标记为释放，因此将释放元组2的锁。但是回滚到保存点时，不会重放撤销1并且LCB也不会标记为释放，因此也不会释放元组1的锁。

在此实施例中，所述方法还包括：判断所述撤销记录的标识符是否匹配所述保存点的标识符；并且如果所述撤销记录的标识符不匹配所述保存点的标识符，则从所述事务块中获取另一撤销记录。

在此实施例中，所述方法还包括：如果所述撤销记录的标识符匹配所述保存点的标识符，则从所述事务块中获取LCB；判断所述LCB是否标记为释放；以及如果所述LCB标记为释放，则释放等待所述LCB的所述事务和所述LCB。

在此实施例中，所述方法还包括：如果所述LCB标记为释放，则将所述标记的释放信息从所述LCB移除。

在此实施例中，所述方法还包括：判断是否达到所述事务的所述LCB列表的末尾；以及如果未达到所述事务的所述LCB列表的末尾，则从所述事务块中获取另一LCB。

图3是本发明的实施例的方法的另一流程图。如图3所示，所述方法包括：

步骤301：开始回滚到保存点。

步骤302：从事务块中获取撤销记录。

步骤303：应用撤销操作。

步骤304：判断撤销记录是否为数据的第一撤销记录。如果是，那么执行步骤305；如果不是，那么执行步骤306。

步骤305：在对应该数据的LCB上进行标记。

步骤306：判断撤销记录的标识符是否匹配保存点的标识符。如果匹配，那么执行步骤307；如果不匹配，那么执行步骤302。

步骤307：从事务块中获取LCB。

步骤308：判断LCB是否标记为释放。如果是，那么执行步骤309；如果不是，那么执行步骤312。

步骤309：将事务标记从LCB中移除。

步骤310：释放等待LCB的事务。

步骤311：释放LCB。

步骤312：判断是否达到事务的LCB列表的末尾。如果未达到，那么执行步骤307。

从上述实施例可以看出：由于锁释放算法仅需要遍历锁列表一次，所以该算法更为高效；并且即使一些事务正在等待同一元组，也可以释放锁。此外，在回滚到保存点期间不存在单独的资源释放锁。

实施例2

本发明的实施例提供了一种在关系数据库管理系统中应用的事务的回滚装置。此实施例对应于上述实施例1的方法，并且相同内容将不再予以描述。

图4是本发明的实施例的回滚装置的示意图。如图4所示，回滚装置400包括：第一获取单元401、第一判断单元402、标记单元403。回滚装置400的其它部分可参考现有技术并且未在本发明中描述。

其中，第一获取单元401用于当回滚到保存点时，从事务块中获取撤销记录；第一判断单元402用于判断该撤销记录是否为数据的第一撤销记录；标记单元403用于如果该撤销记录为第一撤销记录，在数据对应的LCB上标记释放信息。

图5是本发明的实施例的回滚装置的另一示意图。如图5所示，回滚装置500包括：以上所述的第一获取单元401、第一判断单元402、标记单元403。

如图5所示，回滚装置500还包括第二判断单元504。第二判断单元504用于判断撤销记录的标识符是否匹配保存点的标识符。第一获取单元401还用于如果撤销记录的标识符不匹配保存点的标识符，从事务块中获取另一撤销记录。

如图5所示，回滚装置500还包括第二获取单元505、第三判断单元506和释放单元507。

其中，第二获取单元505用于如果撤销记录的标识符匹配保存点的标识符，从事务块中获取LCB；第三判断单元506用于判断LCB是否标记为释放；释放单元507用于如果LCB标记为释放，释放等待LCB的事务和LCB。

如图5所示，回滚装置500还包括移除单元508。移除单元508用于如果LCB标记为释放，将标记的释放信息从LCB移除。

如图5所示，回滚装置500还包括第四判断单元509。第四判断单元509用于判断是否达到事务的LCB列表的末尾。第二获取单元505还用于如果未达到事务的LCB列表的末尾，从事务块中获取另一LCB。

本发明的此实施例还提供了一种关系数据库管理系统，其中所述关系数据库管理系统包括如上所述的事务的回滚装置。

从上述实施例可以看出：由于锁释放算法仅需要遍历锁列表一次，所以该算法更为高效；并且即使一些事务正在等待同一元组，也可以释放锁。此外，在回滚到保存点期间不存在单独的资源释放锁。

应理解，本发明的各部分可以由硬件、软件、固件或其组合来实施。在上述实施例中，多个步骤或方法可以由存储在存储器中的软件或固件来实现，并且由合适的指令执行系统来执行。例如，如果由硬件来实现，那么可以像在另一实施例中一样由所属领域已知的以下技术中的任一技术或其组合来实现：具有逻辑门电路的用于实现数据信号的逻辑功能的离散逻辑电路、具有适当的组合逻辑门电路的专用集成电路、可编程门阵列(PGA)，以及现场可编程门阵列(FPGA)等等。

流程图中的描述或块或者采用其它形式的任何进程或方法应被理解成表明包括一个或多个模块、片段或部分，以用于实现特定逻辑功能或进程中步骤的可执行指令的代码，而且本发明的优选实施例的范围包括其它实施方案，其中这些功能可以采用与所示或所述那些不同的方式来执行，包括根据相关功能以基本上同步的方式或以相反的顺序来执行这些功能，本发明相关领域的技术人员应理解上述内容。

例如，流程图中图示或本文以其他方式描述的逻辑和/或步骤应被理解为用于实现逻辑功能的可执行指令的顺序表，它可以在任何计算机可读媒体中实施，以供指令执行系统、设备或装置(例如，包括计算机的系统、包括处理器的系统，或能够从指令执行系统、设备或装置中提取指令并执行这些指令的其他系统)使用，或者与指令执行系统、设备或装置结合使用。

上述文字描述和附图示出了本发明的各种特征。应理解，所属领域的技术人员可以准备合适的计算机代码，以执行上文所述且附图所示的每个步骤和进程。还应理解，所有的终端、计算机、服务器以及网络可以是任何类型的，并且可以根据本发明来准备计算机代码，以通过使用相应设备来实施本发明。

本文中揭示了本发明的特定实施例。所属领域的技术人员将容易认识到，本发明可以应用于其它环境。实际上，存在许多实施例和实施方案。所附权利要求书并非意图将本发明的范围限于上述特定实施例。此外，任何对“用于……的设备”的引用都是在解释设备加功能，以描述元件和权利要求，而且并不希望将任何未引用“用于……的设备”的元件理解为设备加功能的元件，即使权利要求中包括词语“设备”也是如此。

虽然已经示出了一项或多项特定的优选实施例并且已经描述了本发明，但很明显，所属领域的技术人员在阅读并理解上述描述和附图后可以想到等效修改和变型。特别是对于由上述元件(部分、组件、设备以及组成等等)执行的各种功能而言，除非另有规定，否则希望描述这些元件的术语(包括对“设备”的引用)对应于执行这些元件的特定功能的任何元件(即，功能等效物)，即使该元件不同于执行本发明就相关结构所说明的一项或多项示例性实施例的功能的元件。此外，尽管仅参考所述实施例中的一项或多项来描述本发明的特定特征，但是此类特征可以根据需要并鉴于任何给定或特定应用的有利方面而与其它实施例的一个或多个其他特征相结合。

Claims (11)

1.一种在关系数据库管理系统中应用的事务的回滚方法，其特征在于，所述方法包括：

当回滚到保存点时，从事务块中获取撤销记录；

判断所述撤销记录是否为数据的第一撤销记录；

如果所述撤销记录为所述第一撤销记录，则在所述数据对应的锁控制块LCB上标记释放信息，使得在应用所述撤销操作后释放一个或多个等待所述LCB的事务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述撤销记录的标识符是否匹配所述保存点的标识符；以及

如果所述撤销记录的标识符不匹配所述保存点的标识符，从所述事务块中获取另一撤销记录。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述撤销记录的标识符匹配所述保存点的标识符，则从所述事务块中获取LCB；

判断所述LCB是否标记为释放；

如果所述LCB标记为释放，则释放等待所述LCB的所述事务和所述LCB。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述LCB标记为释放，则将所述标记的释放信息从所述LCB移除。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断是否达到所述事务的所述LCB列表的末尾；以及

如果未达到所述事务的所述LCB列表的末尾，则从所述事务块中获取另一LCB。

6.一种在关系数据库管理系统中应用的事务的回滚装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取单元，用于当回滚到保存点时，从事务块中获取撤销记录；

第一判断单元，用于判断所述撤销记录是否为数据的第一撤销记录；

标记单元，用于如果所述撤销记录为所述第一撤销记录，在所述数据对应的LCB上标记释放信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二判断单元，用于判断所述撤销记录的标识符是否匹配所述保存点的标识符；以及

第一获取单元，还用于如果所述撤销记录的标识符不匹配所述保存点的标识符，从所述事务块中获取另一撤销记录。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取单元，用于如果所述撤销记录的标识符匹配所述保存点的标识符，从所述事务块中获取LCB；

第三判断单元，用于判断所述LCB是否标记为释放；

释放单元，用于如果所述LCB标记为释放，释放等待所述LCB的所述事务和所述LCB。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

移除单元，用于如果所述LCB标记为释放，将所述标记的释放信息从所述LCB移除。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第四判断单元，用于判断是否达到所述事务的所述LCB列表的末尾；以及

第二获取单元，还用于如果未达到所述事务的所述LCB列表的末尾，从所述事务块中获取另一LCB。

11.一种关系数据库管理系统，其特征在于，所述关系数据库管理系统包括如权利要求6至10中任一权利要求所述的事务的回滚装置。