[发明专利]一种无线传感网事务协调方法

摘要

一种无线传感网事务协调方法具体涉及WSN（WirelessSensorNetworks,无线传感网）分布式环境下更新事务、查询事务并发执行，所提出的协调方法能够保证WSN更新事务原子性、数据一致性。该协调方法主要包括状态集、事件集、协调者协调过程和参与者协调过程。在开始时，协调者和参与者都处于初始化Initial状态，在协调过程中，协调者和参与者通过报文发送事件、报文到达事件以及定时器事件触发完成事务协调过程，最终保证应用数据一致性。

主权项

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，则协调者进入初始化状态，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；6.) 当参与者报文接收事件到达时，参与者根据接收到的报文内容进行分类处理，具体操作为：a. 若为事务上下文报文，则参与者开始进入事务初始化状态，同时启动参与者定时器，用于控制事务最终的状态转换；参与者初始化完成后，需要进行传感器端的冲突验证，传感器由于自身的特性也可能会自发修改元信息，如电量低于30%时自动把采样率调整为原来的一半，所以传感器上可能存在写—写冲突；如一个事务准备修改一个数据，而在验证阶段发现当前活动的事务与该事务修改同样的数据，这时两个事务存在冲突，该事务需要暂停，具体操作如下：参与者通过对比当前事务操作的数据集和正在执行的事务操作的数据集，即检查两个事务是否在修改同一份数据，若是则说明当前事务遇到冲突，否则事务正常执行；遇到冲突的参与者向协调者发送冲突报文，没有冲突的参与者向协调者发送确认报文； b.若为取消报文，则参与者会把当前事务的状态标志置为取消中状态，参与者进入取消中状态，等待参与者定时器事件触发；7.) 当参与者报文发送事件到达时，参与者根据发送的报文内容进行分类处理，具体操作为：a. 若为确认报文，则参与者进入提交中状态； b. 若为冲突报文，则参与者进入取消中状态；8.) 当参与者定时器事件到达时，检测相应参与者事务状态标志，若参与者事务状态为取消中状态，则参与者转入已取消状态，否则参与者转入已提交状态。