[发明专利]一种无线传感网事务协调方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感网的数据管理一致性，具体涉及无线传感网保证数据一致性的事务协调方法。

背景技术

WSN（Wireless Sensor Networks, 无线传感网）是一种分布式的环境，一般由基站和传感器两种类型的节点构成，随着WSN应用领域的多样性和复杂性，WSN不再仅仅以查询处理为主，也涉及到了对传感器元信息的更新操作，对于分布式环境下的数据更新，就需要事务处理技术支持来保证数据的一致性，另外WSN多以连续性的查询为主，即一些周期性的持续性的查询，对WSN的更新操作可能会影响连续查询结果的正确性，所以通过无线传感网事务协调方法来保证数据一致性。协调多个参与结点的数据更新以及协调更新与查询操作的串行执行是无线传感网事务处理的核心技术。无线传感网事务包括更新事务和查询事务两种，本发明通过协调者时间触发器Tc和参与者时间触发器Tp对协调者和参与者的协调过程进行控制，参与者通过向协调者发送CONFLICT报文报告冲突，协调者通过广播CANCEL报文来取消更新结果。即使在协调过程中有节点出现故障，也不会影响结果的一致性。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种无线传感网事务协调方法，通过协调方法保证参与节点数据更新的原子性以及查询事务、更新事务并发执行结果的一致性。

技术方法：本发明包括状态集、事件集、协调者协调过程和参与者协调过程。协调方法涉及协调者和参与者两方参与，通过无线传感网事务协调方法来保证协调结果的一致性。

1. 一种无线传感网事务协调方法，其特征在于该协调方法包括：状态集、事件集、协调者协调过程和参与者协调过程，其协调方法按如下步骤进行：

1.) 基站为协调者，传感器节点为参与者；

协调者的状态集为：{初始化状态，消息收集状态，已提交状态，已取消状态}；参与者的状态集为：{初始化状态，提交中状态，取消中状态，已提交状态，已取消状态}，

协调者和参与者协调过程中的事件集包括：{协调者定时器事件，参与者定时器事件，报文发送事件，报文接收事件}，

协调者和参与者协调过程中发送和接收的报文集包括：{事务上下文报文，确认报文，冲突报文，取消报文}；

2.) 协调者最初处于初始化状态，协调者的初始化过程具体为：a. 基站作为协调者会根据需求通知事务管理器开启一个全局事务，一个全局事务用一个随机数来标识，事务涉及的内容包括事务标识、事务上下文即事务要进行的操作、该事务包含的参与者集合； b. 准入并发控制阶段，协调者即基站端主要应解决读—写造成的冲突，如一个查询事务正在执行，此时又开启了一个更新事务，那么这时需要进行冲突检测；具体操作如下：事务管理器初始化该事务后，会把事务送入准入并发控制模块，准入并发控制模块检查更新事务要修改的元信息与正在执行的查询事务查询的数据是否存在关联，如果存在关联，则正在执行的查询事务与该更新事务相冲突，更新事务被挂起，被送入事务冲突队列等待，查询事务执行完成后，会触发事务管理器检查事务冲突队列，重启被挂起的事务，如果不存在关联，则进入初始化状态，发送事务上下文报文；

3.) 当协调者报文发送事件到达时，协调者根据发送的报文内容进行分类处理，具体操作为：a.若为事务上下文报文，则协调者广播事务上下文至各参与者，同时开启协调者定时器，用于控制协调者的事务状态转换，接着协调者进入消息收集状态； b. 若为取消报文，则协调者广播取消报文至各参与者，并直接取消定时器事件，接着协调者进入事务已取消状态；

4.) 当协调者报文接收事件到达时，协调者根据接收到的报文内容进行分类处理，具体操作为：a. 若为确认报文，如果协调者处于消息收集状态，则协调者仍然处于消息收集状态，继续收集参与者发来的消息，并等待协调者定时器事件的触发，如果协调者处于其他状态，则不作任何处理； b. 若为冲突报文，则说明某一参与者遇到事务冲突，整个全局事务需要撤销操作来保证最终结果的一致性，此时协调者会广播取消报文至各参与者，并取消协调者定时器事件，协调者进入事务已取消状态，事务结束；

5.) 当协调者定时器事件到达时，若协调者一直没收到冲突报文，收到的只是参与者发来的确认报文，意味着所有参与者都没有遇到冲突，事务可以进行提交，协调者转入事务已提交状态；另外若协调者一直没有收到某个参与者的确认报文或冲突报文，则事务仍然正常提交，原因在于此种情况为参与者失效，而无线传感网为自组织型网络，会通过网络自组织协调剔除失效的节点，所以事务协调结果仍然保持一致性状态；