[发明专利]一种用于分布式事务型数据库的片区逻辑时钟方法

说明书

本发明提供了一种用于分布式事务型数据库的片区逻辑时钟方法，为了提供比分布数据节点更准确的物理时钟服务，同时考虑均衡服务的需要，将分布式事务型数据库集群划分多个片区，每个片区都设立一个片区时钟服务节点，用于为片区内所有节点提供统一的物理时钟服务，包括片区时钟，所述片区时钟用于为分布式事务型数据库提供全局的时钟服务，同时片区时钟用于记录全局的事件发生时间。本发明有益效果：一种用于分布式事务型数据库的片区逻辑时钟方法，提供一种分布与集中相结合的片区时钟，为分布式事务型数据库提供时钟服务，同时兼备集中式和分布式时钟的优点，弥补了集中式和分布式时钟的不足。

技术领域

本发明属于数据库领域，尤其是涉及一种用于分布式事务型数据库的片区逻辑时钟方法。

背景技术

时钟对分布式数据库系统十分重要，在分布式事务型数据库集群中(以下简称集群)，由于集群中各节点存在时钟偏移，使得在分布数据库的事务发生先后顺序不容易精准确定，增加了保证事务强一致性的难度。虽然Google Spanner使用了统一的高精度原子时钟，但由于需要配套的昂贵硬件设施，难以推广。目前分布式数据库常用的时钟有TSO(中心化授时)和HLC(混合逻辑时钟)，或者这两种改进的时钟。

TSO时钟能够为集群各节点提供统一的、来源唯一的时钟，其优点是原理简单、使用方法与传统单机机制相当，而且容易理解和使用，但高精度的统一时钟其成本很高，而且由于统一提供时钟容易带来时钟服务器的单点问题(故障及瓶颈)，需要有特别的机制予以防范；

不同于TSO的集中，HLC时钟是由集群的每个节点自己提供，其优点是成本相对低，通过逻辑关系能够确认数据库关联事务的先后发生顺序，而且还进一步通过集群各节点物理时钟偏差容忍，解决事务一致性冲突，但由于众多节点的物理时钟差异可能较大，降低了数据库一致性处理的效率。

目前已有数据库公司对TSO进行改进，没有使用高成本的原子钟，降低系统成本，但依然存在统一时钟精度问题、统一时钟带来的单点问题及统一时钟主从服务器之间的协同问题。也有数据库公司对HLC时钟进行改进，在由集群各个节点提供混合逻辑时钟的基础上又增加了全局的统一逻辑时钟，用来校对所有节点的时钟，这样虽然各个节点的时钟精度比单纯的HLC有所提高，但又增加统一时钟固有的问题，即单点和服务器主从协同问题，还有统一时钟响应延时问题，也影响了整体性能。

综上所述，集中式统一时钟控制精度难度大，而且存在单点问题，而由各节点承担的分布式时钟，由于节点多，各节点时钟偏差波动大，虽然增加了逻辑控制，但其造成的事务顺序的不确定性问题依然较大。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于分布式事务型数据库的片区逻辑时钟方法，提供一种分布与集中相结合的片区时钟，为分布式事务型数据库提供时钟服务，同时兼备集中式和分布式时钟的优点，弥补了集中式和分布式时钟的不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于分布式事务型数据库的片区逻辑时钟方法，为了提供比分布数据节点更准确的物理时钟服务，同时考虑均衡服务的需要，将分布式事务型数据库集群划分多个片区，每个片区都设立一个片区时钟服务节点，用于为片区内所有节点提供统一的物理时钟服务，包括片区时钟，所述片区时钟用于为分布式事务型数据库提供全局的时钟服务，同时片区时钟用于记录全局的事件发生时间；

片区时钟包括感知物理时钟和逻辑时钟，所述感知物理时钟用于与NTP时间同步，所述感知物理时钟根据事件发生时关联到的片区时钟服务节点的物理时钟进行确定；所述逻辑时钟用于记录事件的发生顺序；

还包括片区时钟更新机制，片区内或片区间的事件发生时通过片区时钟更新机制确定跨节点事件发生的先后关系，用于保证全局事务一致性；

还包括事务一致性冲突机制，事务一致性冲突机制用于实现分布式事务型数据库的全局强一致性。