事务处理原理 第2版 PDF 文档

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事务处理原理​为从事于应用程序开发、产品评估、系统设计、数据库管理和产品工程化等工作的各类人员提供了清晰、简明的指导。可帮助读者理解事务处理系统的内部情况，并描述了它们的工作原理以及如何最佳地使用它们。包括应用服务器的体系结构、事务通信范式，以及事务故障和系统故障的恢复机制。

事务处理原理​第 1 版发行以来的这些年，事务处理系统的使用已经发生了很大的变化。电子商务已经成为业务数据处理投资的主要焦点。例如，网上银行和网上股票购买、eBay 拍卖，以及企业数据库管理。新的标准、新的技术和产品，以及新的语言允许 Web 服务、REST／HTTP 和 SOA 成为为企业应用程序设计的主导风格。借助于事务处理原理​及其丰富的示例，读者能够开发、集成、部署和管理最高水准的事务处理应用程序。

目录
第 1 章 介绍 1
1.1 基础知识 1
1.1.1 问题 1
1.1.2 什么是事务处理 2
1.1.3 事务处理应用程序 3
1.1.4 事务程序的主要功能 4
1.2 TP 系统的体系结构 5
1.2.1 面向服务的计算 7
1.2.2 硬件的体系结构 9
1.3 原子性、一致性、隔离性
和持久性(ACID) 10
1.3.1 原子性 10
1.3.2 一致性 13
1.3.3 隔离性 14
1.3.4 持久性 14
1.4 两阶段提交 15
1.5 事务处理性能 17
1.5.1 TPC-A 和 TPC-B 基准 18
1.5.2 TPC-C 基准 20
1.5.3 TPC-E 基准 21
1.6 可用性 22
1.7 系统样式 24
1.7.1 批处理系统 25
1.7.2 实时系统 26
1.7.3 数据仓库系统 26
1.7.4 其他系统类型 27
1.7.5 为什么要设计 TP 系统 28
1.8 TP 系统配置 28
1.9 小结 29
第 2 章 事务处理抽象 31
2.1 介绍 31
2.2 事务 31
2.2.1 集合事务括号 32
2.2.2 事务标识符 34
2.2.3 链式事务 35
2.2.4 面向对象编程中的
事务括号 35
2.2.5 嵌套事务 37
2.2.6 异常处理 38
2.2.7 保存点 39
2.2.8 使用保存点支持嵌套事务 40
2.3 进程和线程 41
2.3.1 为什么需要线程 41
2.3.2 实现线程 43
2.4 远程过程调用 46
2.4.1 事务 RPC 48
2.4.2 绑定客户机和服务器 48
2.4.3 RPC 走查 52
2.4.4 RPC 的系统特性 54
2.4.5 如何比较 RPC 系统 57
2.5 共享状态 57
2.5.1 事务上下文 58
2.5.2 会话 59
2.5.3 无状态服务器 60
2.5.4 有状态应用程序 62
2.6 可伸缩性 64
2.6.1 扩展服务器 64
2.6.2 扩展系统 66
2.7 小结 70
2.7.1 事务括号 70
2.7.2 进程和线程 71
2.7.3 远程过程调用 71
2.7.4 共享状态 72
2.7.5 可伸缩性技术 72
第 3 章 事务处理应用程序体系结构 73
3.1 介绍 73
3.2 应用程序体系结构 74
3.2.1 多层体系结构 75
3.2.2 面向服务的体系结构 77
3.2.3 面向对象设计 77
3.2.4 简单请求 78
3.3 前端程序 78
3.3.1 前端程序层次 78
3.3.2 使用表单和菜单收集输入 79
3.3.3 构造请求 82
3.3.4 记录 83
3.3.5 Web 服务器 83
3.3.6 Web 服务器的状态管理 85
3.3.7 认证与加密 86
3.4 请求控制器 88
3.4.1 指定请求控制器功能 88
3.4.2 事务括号 89
3.4.3 请求完整性 89
3.4.4 进程结构 90
3.4.5 会话结构 91
3.4.6 安全性 91
3.5 事务服务器 91
3.6 事务中间件 93
3.7 数据库服务器与事务中间件 95
3.8 小结 97
第 4 章 队列化的事务处理 99
4.1 为什么使用队列 99
4.2 队列事务处理模型 102
4.2.1 从服务器的角度看排队 102
4.2.2 从客户端的角度看排队 102
4.3 客户端恢复 104
4.4 处理不可撤消的操作 107
4.5 队列管理器 108
4.5.1 对队列消息的操作 109
4.5.2 路由选择 111
4.5.3 调度器 112
4.6 发布-订阅 112
4.7 其他面向消息的中间件 113
4.7.1 基于代理的体系结构 114
4.7.2 基于总线的体系结构 114
4.7.3 比较代理与总线 115
4.8 队列式产品和标准 115
4.8.1 IBM 的 WebSphere MQ 116
4.8.2 Oracle Streams AQ 118
4.9 小结 119
第 5 章 业务流程管理 121
5.1 介绍 121
5.2 业务流程定义 123
5.3 业务流程的执行 124
5.4 事务特性 126
5.4.1 隔离性 127
5.4.2 原子性 127
5.4.3 持久性 128
5.5 使流程状态持久 129
5.5.1 使用专用的运行时系统 129
5.5.2 使用队列请求 130
5.5.3 伪会话 131
5.5.4 使用日志 132
5.6 业务流程的其他模型 133
5.7 产品和标准 135
5.7.1 Web 服务业务流程
执行语言 135
5.7.2 SQL Server 服务代理 137
5.8 小结 138
第 6 章 锁定 141
6.1 介绍 141
6.1.1 正确性和两阶段规则 142
6.1.2 事务只通过读取
写入来交互 143
6.1.3 保持事务握手 144
6.1.4 自动锁定 145
6.2 实现 146
6.2.1 锁管理器 146
6.2.2 锁的设置和释放 148
6.2.3 粒度 149
6.2.4 多粒度锁定 149
6.3 死锁 150
6.3.1 死锁预防 151
6.3.2 死锁检测 151
6.3.3 选择牺牲品 152
6.3.4 分布式死锁检测 153
6.4 性能 154
6.4.1 锁转换 154
6.4.2 锁抖动 155
6.4.3 锁定性能的数学模型 158
6.5 热点 159
6.5.1 延迟操作直到提交 160
6.5.2 乐观方法 161
6.5.3 批处理 162
6.5.4 分区技术 163
6.6 查询-更新问题 163
6.6.1 数据仓库 164
6.6.2 隔离度 164
6.6.3 多版本数据 167
6.6.4 多版本实现的细节 168
6.7 避免幻象 169
6.8 乐观并发控制 171
6.9 B-树锁定 172
6.9.1 B+树 173
6.9.2 B+树的插入 174
6.9.3 树锁定 176
6.9.4 B-链接优化 177
6.10 多粒度锁定 179
6.11 嵌套事务的锁定 182
6.12 小结 183
6.13 附录：基本的可串行
性理论 184
6.13.1 历史等价 184
6.13.2 可串行性定理 185
6.13.3 两阶段锁定定理 185
第 7 章 系统恢复 187
7.1 系统故障的原因 187
7.1.1 强化环境 188
7.1.2 系统管理 189
7.1.3 硬件 189
7.1.4 软件 190
7.2 系统恢复的模型 190
7.2.1 检测进程故障 190
7.2.2 客户端恢复 192
7.2.3 服务器恢复 193
7.2.4 基于检查点的恢复 193
7.2.5 基于事务的服务器恢复 195
7.2.6 无状态服务器 195
7.3 数据库恢复概述 197
7.3.1 故障类型 197
7.3.2 恢复策略 198
7.4 系统模型 198
7.4.1 锁定假设 198
7.4.2 页面粒度操作 200
7.4.3 存储模型 201
7.4.4 日志 202
7.5 数据库恢复管理器 204
7.5.1 实现异常终止 204
7.5.2 实现提交 206
7.6 影式分页算法 207
7.7 基于日志的数据库恢复算法 210
7.7.1 实现提交 210
7.7.2 实现异常终止 211
7.7.3 实现重启 212
7.8 在基于日志的算法中
优化重启操作 214
7.8.1 模糊检查点技术 214
7.8.2 操作日志化 215
7.8.3 用户技巧 219
7.9 媒介恢复 220
7.9.1 镜像硬盘 220
7.9.2 归档 222
7.10 小结 224
第 8 章 两阶段提交 227
8.1 介绍 227
8.2 两阶段提交协议 228
8.2.1 假设 228
8.2.2 准备就绪 229
8.2.3 协议 229
8.2.4 性能 230
8.2.5 阻塞 231
8.3 故障处理 232
8.4 优化和变化 235
8.4.1 再感染 236
8.4.2 协调转移 237
8.4.3 阶段零 237
8.4.4 推定异常终止 238
8.4.5 只读事务 239
8.4.6 合作终止协议 240
8.5 进程构成 241
8.5.1 独立事务管理器 241
8.5.2 列入事务中 242
8.5.3 进程树模型 244
8.6 用户一览表 245
8.7 小结 246
第 9 章 复制 249
9.1 介绍 249
9.2 复制的服务器 249
9.2.1 主–备份模型 249
9.2.2 复制资源 251
9.2.3 复制具有共享资源的
服务器 252
9.3 在复制数据和更新间同步 252
9.3.1 单副本可串行性 252
9.3.2 复制更新 253
9.3.3 复制请求 255
9.4 单主站主副本复制 256
9.4.1 正常的操作 256
9.4.2 故障和恢复 259
9.4.3 具有多个从副本的
主副本的恢复 261
9.4.4 一致性、可用性和
分区兼容性 265
9.5 多主副本 266
9.5.1 分区操作可能十分有用 266
9.5.2 多主的更新传递 266
9.5.3 非盲更新 268
9.5.4 使用版本矢量检测
复制冲突 269
9.5.5 冲突解决方案 271
9.5.6 维护版本矢量 271
9.5.7 版本矢量的更新规则 272
9.5.8 简化的版本矢量更新规则 273
9.5.9 示例回顾 275
9.5.10 再次讨论一致性、
可用性和分区兼容性 276
9.5.11 Microsoft Sync 
Framework 277
9.6 其他复制技术 278
9.7 数据共享系统 278
9.7.1 锁定 279
9.7.2 高速缓存 279
9.7.3 记入日志 282
9.8 小结 283
第 10 章 事务中间件产品和标准 287
10.1 介绍 287
10.1.1 事务中间件的发展趋势 287
10.1.2 事务中间件编程模型 288
10.1.3 Java EE 与
.NET Framework 288
10.2 Web 浏览器前端程序 289
10.3 .NET Framework 292
10.3.1 开发前端程序 293
10.3.2 开发请求控制器和
事务服务器 295
10.3.3 REST/HTTP 支持 300
10.3.4 WCF 部署选项 300
10.3.5 使用 System.Transactions
进行事务管理 300
10.3.6 显式编程模型 301
10.3.7 与遗留 TP 监视器
的集成 303
10.4 Java 企业版 303
10.4.1 开发前端程序 305
10.4.2 REST 支持 307
10.4.3 开发请求控制器和
事务服务器 307
10.4.4 使用 Java 进行
事务管理 311
10.4.5 与遗留 TP 监视器
的集成 314
10.4.6 Spring 事务 315
10.5 面向服务的体系结构 317
10.5.1 基于 Web 服务的 SOA 318
10.5.2 基于 REST/HTTP
的 SOA 320
10.6 持久抽象机制 321
10.6.1 ODBC 和 JDBC 322
10.6.2 存储过程 324
10.6.3 JPA 326
10.6.4 ADO .NET 和
ADO .NET 实体框架 328
10.7 遗留的 TP 监视器 330
10.7.1 CICS 事务服务器 331
10.7.2 IMS 334
10.7.3 Tuxedo 337
10.7.4 ACMS 340
10.7.5 Pathway TS/MP 343
10.8 TP 标准 346
10.8.1 Web 服务-事务 347
10.8.2 XA 接口 349
10.8.3 对象事务服务 350
10.8.4 JTA 351
10.8.5 服务组件体系结构 352
10.8.6 OSGi 联盟 352
10.8.7 高级消息队列协议 353
10.9 小结 353
第 11 章 未来的发展趋势 357
11.1 介绍 357
11.2 云计算 357
11.3 可伸缩分布式计算 359
11.4 存储技术 361
11.5 流和事件处理 362
11.6 小结 362
缩略语表 365
参考文献说明 373
参考文献 381

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