ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДІВ РЕАЛІЗАЦІЇ РОЗПОДІЛЕНИХ ACID ТРАНЗАКЦІЙ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ РЕПЛІКАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.30837/ITSSI.2021.16.019Ключові слова:
розподілена база даних, транзакція, продуктивність, ACID, NOSQL, NEWSQL, MongoDB, VoltDBАнотація
Сегодня базы данных являются неотъемлемой частью большинства современных приложений, предназначенных для хранения больших объемов данных и обращений от большого количество пользователей. Для решения бизнес-задач в таких условиях базы данных масштабируются, чаще всего горизонтально на нескольких физических серверах с использованием технологии репликации. При этом многие бизнес-операции требуют реализации транзакционности с соблюдением ACID-принципов. Для реляционных СУБД, которые традиционно поддерживают ACID транзакции, горизонтальное масштабирование не всегда эффективно из-за ограничений самой реляционной модели. Поэтому существует прикладная проблема эффективной реализации ACID транзакций для горизонтально распределенных баз данных. Предметом исследования являются методы реализации ACID транзакций в распределенных базах данных, созданных на основании технологии репликации. Цель работы – повышение эффективности реализации ACID транзакций для горизонтально распределенных баз данных. В работе решаются следующие задачи: анализ и выбор наиболее актуальных методов реализации распределенных ACID транзакций; планирование и экспериментальное исследование методов реализации ACID транзакций на примере использования NoSQL СУБД MongoDB и NewSQL СУБД VoltDB; замеры метрик производительности использования этих методов и формирование рекомендации по их эффективному использованию. Используются следующие методы: системный анализ; методы проектирования реляционных баз данных и их объектов; методы оценки производительности баз данных. Получены следующие результаты: проведены экспериментальные измерения времени выполнения типовых распределенных транзакций для предметной области электронной коммерции, а также замеры количества ресурсов, необходимых для их выполнения; определены тренды производительности выполнения таких транзакций; сформированы рекомендации по исследуемым методам. Полученные результаты позволили найти функции зависимости рассмотренных метрик от параметров нагрузки. Выводы: были выявлены сильные и слабые стороны реализации распределенных ACID транзакций с помощью СУБД MongoDB и VoltDB. Предложены практические рекомендации относительно целесообразности использования данных систем для различных типов приложений с учетом потребляемых ресурсов и типов запросов.
Посилання
Tamer Özsu, M. (2020), Principles of Distributed Database Systems, Springer International Publishing, 674 p.
Maran, M. M., Paniavin, N. A., Poliushkin, I. A. (2020), "Alternative Approaches to Data Storing and Processing", V International Conference on Information Technologies in Engineering Education (Inforino). DOI: https://doi.org/10.1109/inforino48376.2020.9111708
Blokdyk, G. (2018), ACID Transactions Second Edition, 5STARCooks, 282 p.
Kemme, B., Peris, R. J., Patiño-Martínez, M. (2010), Database Replication (Synthesis Lectures on Data Management), Morgan and Claypool Publishers, 154 p. DOI: https://doi.org/10.2200/S00296ED1V01Y201008DTM007
Moniruzzaman, А. B. M., Hossain, S. A. (2012), "NoSQL Database: New Era of Databases for Big data Analytics – Classification, Characteristics and Comparison", International Journal of Database Theory and Application, No. 4, P. 1.
Kuzochkina, A., Shirokopetleva, M., Dudar, Z. (2018), "Analyzing and Comparison of NoSQL DBMS", International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T), P. 560–564. DOI: https://doi.org/10.1109/INFOCOMMST.2018.8632133
Sahatqija, K., Ajdari, J., Zenuni, X., Raufi, B., Ismaili, F., (2018), "Comparison between relational and NOSQL databases", 41st International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO), P. 216–221. DOI: https://doi.org/10.23919/mipro.2018.8400041
Győrödi, C. A., Dumşe-Burescu, D. V., Zmaranda, D. R., Győrödi, R. Ş., Gabor, G. A., Pecherle, G. D. (2020), "Performance Analysis of NoSQL and Relational Databases with CouchDB and MySQL for Application’s Data Storage", Applied Sciences, No. 10 (23), P. 8524. DOI: https://doi.org/10.3390/app10238524
Sadalage, P., Fowler, M. (2012), NoSQL Distilled: A Brief Guide to the Emerging World of Polyglot Persistence, 1st Edition, Addison-Wesley Professional, 192 p.
Chodorow, K. (2016), MongoDB: The Definitive Guide: Powerful and Scalable Data Storage, 3rd Edition, O'Reilly Media, 514 p.
Palanisamy, S., Suvitha Vani P. (2020), "A survey on RDBMS and NoSQL Databases MySQL vs MongoDB", International Conference on Computer Communication and Informatics (ICCCI). DOI: https://doi.org/10.1109/iccci48352.2020.9104047
Pavlo, A., Aslett, M. (2016), "What’s Really New with NewSQL?", SIGMOD Record, Vol. 45(2), P. 45–55. DOI: https://doi.org/10.1145/3003665.3003674
Astrova, I., Koschel, A., Wellermann, N., Klostermeyer, P. (2021), "Performance Benchmarking of NewSQL Databases with Yahoo Cloud Serving Benchmark", Proceedings of the Future Technologies Conference (FTC) 2020, Vol. 2. FTC 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, Vol. 1289, Springer, Cham. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-63089-8_17
Bhiri, S., Gaaloul, K., Perrin, O., Godart, C., (2005), "Overview of Transactional Patterns: Combining Workflow Flexibility and Transactional Reliability for Composite Web Services", In: van der Aalst W.M.P., Benatallah B., Casati F., Curbera F. (eds) Business Process Management. BPM 2005, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 3649, Springer, Berlin, Heidelberg. DOI: https://doi.org/10.1007/11538394_37
Priya, M., Kalpana, R. (2017), "Distributed and Parallel Processing of Location based spatial query with Approximate Transformation", Ninth International Conference on Advanced Computing (ICoAC), P. 334–338. DOI: https://doi.org/10.1109/ICoAC.2017.8441297
Gomes, C., Borba, E., Tavares, E., Meuse Nogueira de O. Junior (2019), "Performability Model for Assessing NoSQL DBMS Consistency", IEEE International Systems Conference (SysCon). DOI: https://doi.org/10.1109/syscon.2019.8836757
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
