[发明专利]多主共享存储数据库的写-写冲突检测

说明书

本申请提供了系统和方法，可以产生用于多个数据库引擎对共享数据存储进行写入的高效体系结构和方法，以消除写入过程中的全局锁。系统和方法可以在共享数据存储与计算数据库节点之间使用公共日志层，其中，写冲突检测是使用预写日志记录和日志序列号实现的。对从多个数据库引擎的数据库引擎接收的预写日志记录进行的写‑写冲突检查可以通过如下方式进行：将与所述预写日志记录一起从所述数据库引擎接收的日志序列号与在公共日志中的哈希表中的全局日志序列号进行比较。在所述预写日志记录通过所述写‑写冲突检查之后，所述预写日志记录可以发送到所述共享数据存储。

技术领域

本申请要求于2018年12月11日提交的申请号为62/777,972、发明名称为“多主共享存储数据库的写-写冲突检测(Write-Write Conflict Detection for Multi-MasterShared Storage Database)”的美国临时申请的优先权和权益，该在先申请通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及数据通信，具体地，涉及在共享存储数据库中的存储数据。

背景技术

一些企业级多主数据库系统可以允许多个数据库实例访问共享存储，以对共享存储进行读取和写入，并生成事务预写日志(write ahead log，WAL)记录。多个数据库实例可以生成事务预写日志记录，以便当这些数据库实例中的任何一个发生故障时，系统仍可通过其它实例进行读写访问。当多个数据库实例对共享数据进行读写访问时，需要检测和解决出现的冲突，以保持数据一致性。例如，就数据库技术而言，写-写冲突是与事务交织执行相关联的计算发生事件。这种交织执行可以来自不同写入源对相同数据的写入操作。写-写冲突可以称为覆盖未提交的数据，其中，提交数据的行为使一组临时更改永久化。

通常采用集中式或分布式全局锁来避免对共享数据的冲突访问。获取锁和释放锁操作需要与全局锁管理器通信。这些锁获取和释放操作对事务执行有关键影响，会增加延迟并产生低吞吐量。

发明内容

各种实施例的目的是提供用于多个数据库引擎对共享数据存储进行写入的高效体系结构和方法，以消除多个主节点对共享数据存储的写入过程中的全局锁，并为多主共享存储数据库系统提供乐观并发控制的益处。乐观并发控制(optimistic concurrencycontrol，OCC)是一种并发控制方法，通常应用于事务系统，如关系型数据库管理系统和软件事务内存，其中，并发控制方法是确保为并发操作生成正确结果，同时尽快获得结果的方法。OCC假设多个事务可以在互不干扰的情况下频繁地完成。在OCC中，在运行操作时，在不对资源获取锁的情况下在事务中使用数据资源，并且在提交之前，可以验证每个事务，以便没有其它事务修改了该事务所读取的数据。该目的通过独立权利要求的特征来实现。根据从属权利要求、说明书和附图，可以清楚地看出本发明的其它实施方式。

实施例是基于在共享数据存储与计算节点之间使用公共日志层，其中，写冲突检测是使用预写日志记录和日志序列号实现的。写冲突的检测由写冲突检查产生。写冲突检查(写冲突检测)可以称为写-写冲突检查(写-写冲突检测，write-write conflictiondetection)，因为它是对来自不同写入操作的冲突的检查。在提供高可用性的体系结构中，公共日志层可以和存储节点与计算节点之间的其它公共日志层一起布置。冲突检查可以实现为页面级检查或元组级冲突检查。冲突检查使用的锁在公共日志中是局部的，不使用全局锁。公共日志提供的锁不需要任何与锁获取或释放相关的网络通信。

根据第一方面，一个实施例涉及一种写入多个数据库引擎之间共享的数据存储的计算机实现方法，所述计算机实现方法包括：使用一个或多个处理器在公共日志中，对从所述多个数据库引擎的数据库引擎接收的预写日志记录进行写冲突检查，其中，所述写冲突检查包括：将与所述预写日志记录一起从所述数据库引擎接收的日志序列号与在所述公共日志中的哈希表中的全局日志序列号进行比较；在所述预写日志记录通过所述写冲突检查之后，将所述预写日志记录发送到多个数据库引擎之间共享的所述数据存储。通过这种方式，可以消除与锁获取和释放相关的网络通信。