JavaSpaces：串行性与事务支持

URL：http://www.elsevier.nl/locate/entcs/volume54.html14Pages 的On the Serializability ofTransactions in 交易 中 的严肃 性JavaScript 空间纳迪亚·巴斯和Gianluigi Zavattaro （ 意大利 ）博洛尼亚 大学 信息 科学 系 ，意大利 。EMAIL ：busi,zavattar@cs.unibo.itabstractJavaSpaces是一个由共享数据空间模型创建的基础设施协调：通过引入、消费和测试常见存储库中存在/数据消失的过程相互作用。Besides these traditionaloperations ， an event based coordination mechanism is considered which allowsfor the nown cation of the introduction 贝西 迪斯 认为 这 是 传统 的 操作 ， 事件为 基 础 的 协 调 机 制 是 考 虑 到 这 一 点 of new instances of 历 in TheRepository 。JavaSpaces also supports transactions：多个协调操作可以被分组成一个捆绑的行为是一个单一原子操作。 在本文中，我们采用串行性作为标准来评估JavaSpaces传输语义的正确性：we prove that serializability is satis，only if werestrict to export，input，and read operations.我们证明了串行性是合理的，只有在我们限制输出、输入和阅读操作的情况下才有效。On the other hand ， in thepresence of either test for absence or event noco cation ， serializability is not satis .在 其他 人 身上 ， 存在 性 测试 没有 已知 的 cation 。SEMANTICS 种子And we证据that it支持Serializability .1Introduction 介绍Coordination middlewares are emerging as suitable architectures for mak ingeasier the programming of distributed applications.（协调中等气候是新兴的，作为可持续的架构对于可能的—以避免分散应用程序的编程。JavaSpaces [3] and TSpaces [9]是由Sun微系统和IBM Respectively 制作的，是最突出的漏洞。Both proposals borrow the main features of both 的主要 特点数据 驱动And The控制 驾驶协调Model [ 8 ] ：（ a ） the generative communication operations of Linda （ Linda ） ，concording to which processes communicate through production ，consumption and test for pres - ence of data in a common data repository .besides the traditional blocking input and read operations also versations .当 信息 不 一致 时 ， 请 输入 和 读取 各个 版本 的 数据提供 ;an event noco cation mechanism ， allowing for a process to register itsinter - est in the future arrivals of some data ，and then receivecommunication of the each occurence of this ， 一 个 事件 注意 机制 ，所有 进程 在 未来 的 某些 数据 中 记录 它 的 时间 ， 以及 它们 的 接收 通信 事件事件 。C2001出版by爱思 唯 尔 科学 Elsevier Science B . v 。 Open 开放Access 的Under 下面ccBY-NC - ND 的许可 证 。2A further feature ， relevant for distributed applications and supported byboth a aforementioned proposals，is a transaction mechanism.一个更好的特性，相关的应用和支持，是一个交易机制。A set of coordinate actioncan be grouped in a transaction ， and executed in a such way that . （ 一 套协调 运作 可以 被 组织 在 一 个 事务 中 ， 并且 在 一 种 不同 的 方式中 执行 。either all of them继任或none of them is演 过 的 。Consistency of the data repository in the JavaSpaces speci cations [6] isensured by requiring transactions to satisfy the so called（日语：请求交易完 成 后 完 成 如 此 命 名 ） Acid 原 子 性 、 一 致 性 、 隔 离 性 和 耐 久 性（Atomicity，Consistency，Isolation，and Durability）属性，数据库管理系统可交易性支持。In particular ， in this paper we are concerned with（ 在 粒子 ， 在 这 篇 文章 中 ， 我们 正在 与 您 协调 ）Preservation 维护of The隔离财产 ，ALSO呼Serializability 系列 性：\ Ongoing transactionsshould not a ect each other 。 Any observer should be able to see othertransactions executing in some sequential 任何 对象 的 事务 执行 都 应该是 可 执行 的命令 ” 。TO蜂蜜The隔离Requirement 要求为交易 ，in The JavaScript 空间“ 协调 运作 的 种子 是 一 种 遵循 。A datum produced within a transactionwill be accessible from outside the transaction only when the transactioncommits.数据消耗或测试存在而没有交易可以运行在items emitted eitherwithin the transaction 或 in the common dataspace 。 A datum tested forpresence within a transaction cannot be consumed by processes outside thetransaction until the transaction commits.一个没有交易的情况下的数据被消耗掉。如果数据匹配只有在其他任何交易之前没有进行，则操作将等待 未 完 成 交 易 提 交 的 交 易 。 事 件 注 意 到 cations performed within atransaction will receive 注 意 到 cation of data productions occurring bothwithin the transaction and in the common dataspace.在交易和普通数据空间中，事件表现得很好。when a transaction commits ， all the event 注意 到casions local to the transaction are dropped ; moreover ，the dataproduced ， but not consumed ， within that transaction become available inthe shared dataspace ， and are known and to event registrations . 当 一 个事务 提交 ， 所有 事件 发生 ， 并 被 记录 为 已知 和 执行outside the 其他交易 |在本论文中，我们提供了一个对JavaSpaces中交易的序列性的正式调查 。 To this aim ， we abstract away from the con—crete language ， byembedding the coordation primitives in a process cal—culus equipped with acham—like（中文字幕）运作语义。 1 10 . The proof of of serializabilityrelies on a stronger notion （ 英语 ： The proof of of serializability relies ona stronger notion ） 关 于 seriict alizability 在 databases [ 4 ] ： A pair ofsuccessful operations ， performed within two of er - ent transactions （ or3the rst outside any transaction and the second within a transaction ） 没有任何 交易 的 二 人 同行result 结果We start our investigation with a rst calculus ， comprising the basic coordination primitives for data production ，consumption and test forpresence ： in this case ， the constraints on the semantics imposed byJavaSpaces speci - cations [ 6 ] 是 序列 化 的 确保 序列 性交易 |1 To simplify the treatment ， we also forbid nested transactions and we provide onlysuc - cessful termination （ commit ） to simplify the treatment ， we also forbid nestedtransactions ， and we provide only suc - cessful termination （ 提交 ） 到 简单 处理 ， 我们 必须 存储 所有 内容交易 |4因此，我们将通过实验来扩展计算器，我们将提供一个exampleshowing that constraints imposed by [6] on these operations ， althoughnecessary ， no longer suæce to ensure serializability. We proposed animproved ， serializable semantics ， obtained by adding further con -straints 我们 建议 改进 ， serializable 语义 ， obtained by adding further使用 - straintson历生产And on测试为阿巴斯operation .20 . Furthermore ， the serializability of the calculus extended with annocite events cation mechanism ， we show that it is necessary to modify thesemantics of nocate action operations performed within a transaction speci .（ 我们 证明 这 件 事 是 必要 的 ， 以 改变 已知 的 行动 表现 的 语义 。” [ 6 ] 。在本文中，我们将会从timeouts中抽象出来，并在JavaSpaces中使用，以避免在nite blocking of processes 中不受限制。However ， ourexamples of non - serializable transactions remain valid also in presence of（ However ， our examples of non - serializable transactions remain validalso in the presence of ） （ However ， our examples of non-serializabletransactions remain valid also 在 非 - 非 - 可 串行 交易 中 有效 ）timeout时间 。To the best of our knowledge this is the rst work concerned with transc-tions in a shared dataspace language coordination test for 给 我们 最 好 的知识 这 是 一 件 非常 重要 的 工作 ， 相关 的 事务 - tions in a shareddataspace language coordination test for已知 事件 和 事件 为 第 一 人称 。10 . A formal treatment of transaction series ： izability in the slightly（ 英文 ） erent setting of shared variables （ 英文 ）read 的And Writeprimitives（ 仅 ）CAN BE发现in [ 2 ] 。2交易 和 基本 协调PrimitivesTheJavaScript 空 间 规 格 CASSIONS adopts The 后 续 lock 机 制 为 tran-action ：\ when read ， an entry is added to the set of entries read by the pro -vided transaction . 当 读 时 ， 一 个 入口 已 被 添加 到 一 组 进入 者 阅读 。Such an entry May be read in any other transaction to which the entry isvisible，but cannot be taken.（入口可能会被阅读，但不会被带走）。本 政策 需 按 顺序TO ensure Serializability 系列 性of交易as Described 的byThe后续 的 样品 。饰演 The Congurationh A i j建立）X）：read 的）A）：take）B）：承诺）X） j建立）y）：take）A）：Write）B）：承诺）y）5数据 库 Containing a Datum A关于 Transaction X which reads datum 什么意思A和 消费 者B英文 片名 And a Transaction y which removes 什么 意思A以及 其他 产品B.如果 上面 的 政策 不 采取 任何 帐户 ， 后续 行动non-serializablecomputation may be executed ： the datum 非 串行 化 计算 可能 会 被 执行 ： 数 据 A rst read inside the transaction 相 关 文 章 X ， and thenconsumed by 交易y英文 片名 After the Datum B RST produced inside 是 什么 意 思 交 易 y And then 消 费 Inside 的 交 易 X; AT 这 个 Point 点 both thetransactions may commit . （ 交易 可能 会 提交 ）这种计算是清楚的非序列化的，因为两个交易无法在另一个之后执行原子化的。10. The remainder of this section is devoted to prove that above policy这一部分的重演者是致力于证明那些Above政策is enough to ensureserializability of transactions in the case only the basic coordination （ 仅 限于 基本 的 协调 ）operations read ，书写 ，And take are taken INTO帐户 。62.1The俱乐部 Calculus让姓名Be a set of data ranged over 的 相关 文章A，B： ，const Be a set ofprogram constants ranged over 的 相关 文章K，K 0， 且 ， 且TXN《 A SetOf Transaction Names Ranged Over 》 官网X，y： 。我们 使用 资本 读者X，y【 片名 】 ： To Range over}（TXN）（ 即 。 The power-set 功能of TXN）; we represent Sets Andmultisets 的同Theclassical bracket notation ， sometimes omitting the brackets in the case ofsingletons，ie.经典的零售符号，某些时候忽略了英国的零售商。F X g isrepresented also with 是 什么 意思X.让conf Ranged 支持over by P，Q，：：：BE The Set of The可能 的同 《 被 追 随 的 人 》 （ Gurations de ned by the following ）grammar ：where：P： = h A i X J C J XFPG JX：CFPG JP JP C： =0J ：C J C J C J K：：= Write）A）J read 的）A）J take）A）J建立）X）J承诺）X）它是一个并行的数据提交，程序和积极交易的例子。Available data aremodified by terms h可用数据建模A i X在where A de—notes the datum and（注意数据和日期）X the set of active transaction from which the datumhas been read （ it is usually omitted when empty ） ； this information isnecessary to implementing the transaction policy described above.数据库读取了（它通常被遗漏了）；此信息是必要的，以实现交易政策描述的above。软件 名称 ： Are represented by terms C联系 协调primitives 。积极 交易 两 种 可能 的 方式 denoted ： on the one hand ，XF P gmodel a transaction with name 例如 ：X and involved programs and datadescribed by the with guration 相关 文章P; on the other hand ，X：CF PG 代表关于 Transaction X containing A Program 方案C which 什么is感兴趣in performing A Co-Order 命令operation请求Interaction 相互 作用同The环境Outside 外部的 交易 。 The次 D KINKIN of notation 说明is必要TO许 敏The Interac-Action 行动between operations表演 过Inside的A交易And The用于 交易 的 外部 环境 ： for instance ， we use X：take）A）：P F Q D 、 Denote A交易X，containing A Program 方案which 什么requires 的TO消费A Datum 数据A outside the 其他交易 |To denote parallel composition we adopt the usual j operator ; in the fol -lowing （ 我们 采用 了 通常 的 j 操作 符 ; 在 下面 ）we use 使用Qi P iTO7Denote 的The平行Composition 作曲of The indexed termsP i.A program 可 以 是 一 个 完 成 的 程 序 0 （ which is usuallyomitted ） ， a pre x form ：P平行 组成 的 子 程序 ， 或 一 个 程序constant K.A pre x can be one of the coordination primitives（英语：A pre x can beone of the coordination primitives ） Write ） A which in—troduces a newobject h（一个新对象h）A inside the data repository内部的read的）A在这里你可以玩Which tests for the presence of an instance of object h. A I，和take）A一个物体的实例h（which consumes an instance of object h）A i。我们 将 继续 两 个 更 快 的 操作 ：建立）X开始 一 个 新 的 交易 ， 并承诺）X（ for successful transaction ）终止 。8Constants are used to permit the de nition of programs with in nite be—haviours一直使用到允许使用软件。英文 名称 ： That Each Constant K isequipped with exactly one de nition 非常 实用K = C通常 情况 下 ， 我们 假设 also 只有 guarded recursion is used” [ 7 ] 。We use a structural congruence relation on with a gurations to denoteterms with a erent syntax but representing the same with guration ；this isdenoted by，it is de ned as the smallest congruence satisfying the followingaxioms.我们使用一个结构一致性关系上的关系，给denote terms与a erentsyntax，但却用guration表示相同的相同；this is denoted by，it is de nedas the smallest congruence satisfying the fying the following axioms.）i）PJ0P）II）P J Q Q J P）III）P J（Q J R））P J Q）j R）iv）CK如果K = C）v）X FC J P G X：C FP G2012 年 ， 联合 国 开发 计划 署 （i）{（III 2013 - 04 - 26 00 ： 00 ： 00 |分类 ：iv（ 1 ） . 假设 一 个 程序 运行 到 另 一 个 程序 运行 到 另 一 个位置 ， 然后 将 其 全部 转移 到 另 一 个 位置 ， 以便 协调 运行 请求 与外部 环境 的 相互 作用 。交易 |A transaction is started by a creation operation，it is possibly terminatedby a commitment operation，performed by all the involved processes.一个交易是由一个作品操作开始的，它可能由一个提交的操作结束，由所有参与的过程执行。当执行到一个交易，一个读操作可能会测试存在either一个数据生成下那交易或一个数据在外部启动—ronment。As discusedabove，when a datum is read within a transaction it cannot be consumed byprocesses outside that transaction.当一个数据在交易中被读取时，它无法被 消 耗 。 A take operation behaves in a similar way ， and the selecteddatum is withdrawn from the some way ， （ 一 个 运作 中 ， 却 没有 经过选择 的 数据 ）数据 - 和平 的A datum written within a transaction will notbe visible to processes outside the transaction until the transaction commits ;before commitment ， this datum can be consued by a process inside thetransaction ; in that case ， the object will never become externally . 在 这件 事 发生 之前 提交 ， 这 条 数据 可以 被 一 个 过程 中 的 交易 所 消耗 ， 而 不是 被 交易 所 消耗 。visible 的TheSEMANTICS 种子of The语言is Described 的by A Labelled转型System）conf，lA B他，! ）何处lA B他=FX：;X：;X：J X2}）TX nn）;J XJ 1 G（ Ranged over ）： ：： ） is the set of the possible labels ;with abuse of notation we use . （ 可能 的 实验 室 ， 我们 使用 的 对象 ）to denote also part of a label as in 在 标签 中X：.同X：我DenoteF XG：与And我们推荐； ：. 标签The Label X ：9denotes a standard computation step while（标准计算步骤，while）X：And X：《The Beginning and the End of a Transaction，Respectively》主[！标签转换关系The Labelled Transition Relation！ 是 最 小 的ONE满意 度The Axioms And rules in桌1. 观察that规则（ 1 ） 使用 功能Data 数据）Q（ used to denote the set of data available in the withguration ） 。Q英文 名 ： Inductively de ned as Follows ：Data 数据（ h A i X）= F A GData 数据）P JQ）= Data 数据）P）[Data 数据）Q）Data 数据）C）= Data 数据）X F P g ）= Data 数据）X：C F P g ）=;Axiom （ 1 ） Indicates 索 引 thathAi;CANBE 消 费 ByAPR 的 ocess 的PerformingA take）A）operation ; The Subscript Set of交易名称饰 ShouldBE empty10yiiJhyJhh(1)take）A）：P JH A i;!P(2)read 的）A）：P JH A i X! PJH Ai X(3)饰 Writ E）A）：P!hAi;JPy：(4)C rEAT E）X）：P!yFP[y=X]Gy新鲜 事(5)X：tak E）A）：PFQGJHAiX!： X：PF Q GyF X G(6)X：rEAD）A）：PFQGJHAiyX!： X：PF Q GJH A i y [ FX G(7)XFQCOmmit）X）：PJQhAigjQhBiX!：PX!：P0QiPiJQJhAJijQhhBhiyhn nX(8)(9)PJQX!：P 0JQP!P0= ;XF PGX!：XF P 0G(10)(11)PX ：!P0P J QX：!P 0 J QQPP!P 0P 0Q0Q!Q 0Data 数据）Q）=;桌1基础 计算 操作 性 术语 （ 英语 ： Operational semantics for the basiccalculus ）被 忽略 ） 。因为数据应该不会被previously读取而不会主动交易。Axiom（2）Modelsthe Read Operation （ in this case the subscript set of trans—action namesdoes not play any role）（在这种情况下，subscript set of trans—actionnames不执行任何角色）。Axiom （ 3 ） indicates that e ） 等 。The执行ofA饰 Writ E ）A ）o P erationisThePR 的oDuctionofTheDatum 数据hAi;（ the Subscript Set of交易名称is initially Empty ） 。Each active transaction is identied by a unique name；we model this namingmechanism by associating to each transaction a fresh name.（例如，一个新的名称，因为它没有在代理中使用。 对于 简单 性 的 缘故 ， 我们 不要 形式上 的 模型 任何 机制 来 确保 名称 的 全球 新鲜 度 ， however ， 标准 机制可以 被 剥削 因为 他们 总是 为 本地 新鲜 的 传播名字 |当一个新交易开始于一个项目建立）X）：P我的新名字A Fresh Name y is11used to identify uniquely the new transaction；this name must be substi—tutedfor.（这个名字必须是substi的）X Inside的P. This is described in axiom（4）where（这里） P [y = X（重定向自The Substitution of） X同y Inside的 P.Axioms （ 5 ） 和 （ 6 ） 描述 了 将 采取 和 阅读 操作 ， 在 交易 中 进行处理 ， 在 外部 - 内部 环境 中 的 日期 ; 在 消费 情况 下 ， 删除 的 数据 应该 不会 是前言 Previously read 的within 其他other active交易（ this is增强byThe SIDE12条件yF X 2 . In the case of read ， the name of the transaction should be（ 在 读 的 情况 下 ， 交易 的 名称 应该 是 ）ADED TO The SubscriptSet of交易名称Associated 协会同The阅读 Datum 。3 . Axiom （ 7 ）describes transaction commitment ： the processes inside the交易必须Agree on The commitment operation ，The历生产 的 Inside The交易饰Become available 可用TO The外部环境 ，And the 名称of The committed交易饰 Should BE删除From The Subscript Set of交易名称Associated 协会TO The历in The外部的 环境 。规则 （ 8 ） is the usual local rule ， while （ 9 ） is the application ofthe local rule to transactions ： observe that the transaction name is added tothe label in . （ 如果 你 使用 的 是 本地 规则 进行 交易 ： 你 必须 使用交易 名称 添加 到 标签 中 ）order TO Denote 的The交易Under 下面which什么The Action 行动is Taken 。 规则(10) （ 2 ） That a transaction commitment performed by the ;gurationP可以在高以翔P J Q提供此Q does not contain data；没有数据this sidecondition is necessary in order to ensure that all the data in the environmentare taken into account by the axiom （7）which introduces the transactioncommitment action.这是必要的，以确保环境中的所有数据都已被删除。最 后 ， 规则 （ 11 ） 是 结构 的 标准 规则congrence 。ITis Wor