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[b][size=large]內(nèi)容簡介[/size][/b]
　　事務(wù)處理廣泛地應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)領(lǐng)域，并在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中監(jiān)控、控制和更新信息。本書向讀者展示了大型的、分布的、異構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是如何進(jìn)行可靠工作的。作者使用事務(wù)作為基本概念，說明了在有限的資金和風(fēng)險(xiǎn)下如何構(gòu)建高性能的高可用性應(yīng)用。書中還詳細(xì)闡述了各種可能發(fā)生的問題，以及解決這些問題的實(shí)際可用的技術(shù)。
　　本書列舉了大量成功的商業(yè)和研究系統(tǒng)的實(shí)例，此外，列出了許多事務(wù)處理算法的可編譯的C代碼片段。本書對于那些對實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)或客戶-服務(wù)器結(jié)構(gòu)感興趣的人來說，是值得一讀的。
　　沒有事務(wù)，分布式系統(tǒng)就不能滿足典型應(yīng)用的需要——這是許多系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人員和應(yīng)用開發(fā)人員從實(shí)踐中得到的經(jīng)驗(yàn)。本書主要闡述事務(wù)概念是如何用于解決分布式系統(tǒng)問題的，以及這些概念如何使我們能夠在有限的資金和風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)建立高性能、高可用性的應(yīng)用系統(tǒng)。本書內(nèi)容廣泛，從系統(tǒng)的角度全面闡述事務(wù)處理的概念和技術(shù)，涉及終端上的表示管理、通信子系統(tǒng)、操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫、程序設(shè)計(jì)語言的運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)以及應(yīng)用開發(fā)環(huán)境等。

[b][size=large]譯者序[/size][/b]

值此譯稿完成之時(shí)，從DBWORLD驚悉關(guān)系模型的發(fā)明人E·F Codd博士于2003年4月18日不幸辭世（1923年~2003年）。人雖逝去，但關(guān)系模型這一知識財(cái)富卻在造福著人類。在整個(gè)計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域，恐怕難以找到第二個(gè)像關(guān)系模型這樣簡單，但所帶來的市場價(jià)值卻如此巨大的概念。其實(shí)，傳承這一發(fā)明并使之真正實(shí)用化的關(guān)鍵人物有兩人：一是C·J Date，他使關(guān)系模型概念普及化，為大眾所接受；另一個(gè)當(dāng)屬本書的作者之一Jim Gray博士，他使關(guān)系模型的技術(shù)實(shí)用化，為大眾服務(wù)。在IBM工作期間，Jim Gray參與和主持過IMS、System R、 SQL/DS、DB2等項(xiàng)目的開發(fā)。其中，除了System R僅作為研究原型，沒有成為產(chǎn)品外，其他幾個(gè)項(xiàng)目都發(fā)展成數(shù)據(jù)庫市場上有影響力的產(chǎn)品。這其中Jim Gray博士在事務(wù)處理技術(shù)方面的貢獻(xiàn)功不可沒。
在關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論基本成熟后，各大公司在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品開發(fā)中都遇到一系列技術(shù)問題。主要是在數(shù)據(jù)庫的規(guī)模愈來愈大，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)愈來愈復(fù)雜，又有愈來愈多的用戶共享數(shù)據(jù)庫的情況下，如何保障數(shù)據(jù)的完整性、安全性、并發(fā)性以及故障恢復(fù)的能力，這些問題成為數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品是否能實(shí)用化并最終為用戶接受的關(guān)鍵因素。Jim Gray在解決這些重大技術(shù)問題，使RDBMS成熟并順利進(jìn)入市場的過程中，起到了關(guān)鍵性作用。概括地說，解決上述問題的主要技術(shù)手段和方法是：把對數(shù)據(jù)庫的操作劃分為稱為“事務(wù)”的基本原子單位，一個(gè)事務(wù)要么全做，要么全不做（即all-or-nothing原則）；用戶在對數(shù)據(jù)庫發(fā)出操作請求時(shí)，需要對有關(guān)的數(shù)據(jù)“加鎖”，防止不同用戶的操作之間互相干擾；在事務(wù)運(yùn)行過程中，采用“日志”記錄事務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)，以便發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行恢復(fù)；對數(shù)據(jù)庫的任何更新都采用“兩階段提交”策略。以上方法及其他各種方法總稱為“事務(wù)處理技術(shù)”。Jim Gray在事務(wù)處理技術(shù)上的創(chuàng)造性思維和開拓性工作，使他成為這一領(lǐng)域公認(rèn)的權(quán)威人士，并于1998年獲得圖靈獎(jiǎng)，成為自圖靈獎(jiǎng)?wù)Q生32年來第三位因在數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展中做出重大貢獻(xiàn)而獲此殊榮的學(xué)者（見《ACM圖靈獎(jiǎng)（1966~1999）》，高等教育出版社，2000年）。
本書即是Jim Gray博士和德國斯圖加特大學(xué)Andreas Reuter教授多年來在事務(wù)處理領(lǐng)域所取得成就的結(jié)晶。本書有如下幾個(gè)顯著特征：
?內(nèi)容的組織和敘述的方法獨(dú)樹一幟 計(jì)算機(jī)科學(xué)在其60多年的發(fā)展中已形成了一個(gè)綜合性的學(xué)科體系，可分為硬件、軟件、計(jì)算機(jī)原理、操作系統(tǒng)……等諸多領(lǐng)域。現(xiàn)有的書通常是某個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識總結(jié)。本書卻是一個(gè)例外。它好像是一位大師揮舞手中的巨擎，打破時(shí)空的界限，勾畫出的印象派杰作。作者用一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)者的眼光闡述有關(guān)問題，力圖使讀者 “所學(xué)即能為我所用”，因此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序片段在書中隨處可見。它更注重實(shí)效，更加獨(dú)樹一幟。
?內(nèi)容的廣泛和技術(shù)的深入獨(dú)一無二 本書的目的是解決如何建造大型的、分布的、異構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的問題。事務(wù)處理技術(shù)只是作者闡述這一復(fù)雜問題的“一種集成的概念框架”，書中內(nèi)容分為七個(gè)部分，即事務(wù)處理基礎(chǔ)、容錯(cuò)技術(shù)、面向事務(wù)的計(jì)算、并發(fā)控制、恢復(fù)、資源管理器實(shí)例、系統(tǒng)綜述；分別涉及計(jì)算機(jī)基本知識、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等。該書的內(nèi)容涉獵廣泛，而在事務(wù)處理技術(shù)上講述得深入透徹而且完整全面。本書更像是一本關(guān)于事務(wù)處理的小型百科全書，這在計(jì)算機(jī)界是獨(dú)一無二的。
?技術(shù)的實(shí)踐和學(xué)術(shù)的研究完美結(jié)合 其實(shí)本書在整體上主張技術(shù)實(shí)踐優(yōu)先論。事務(wù)處理是一個(gè)技術(shù)實(shí)踐引導(dǎo)理論研究的領(lǐng)域。通常商業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了某些思想之后很久，該思想才會(huì)在學(xué)術(shù)界出現(xiàn)。Jim Gray常年在工業(yè)界的研究機(jī)構(gòu)工作，大部分時(shí)間從事實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)。他實(shí)際是在通過本書向進(jìn)行學(xué)術(shù)研究的人們提個(gè)醒兒，計(jì)算機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)該從研究系統(tǒng)開始，兩者的貢獻(xiàn)是不分高下的。
?扎實(shí)的功底和淵博的知識力透紙背 書中敘述的有關(guān)“Sphere of Control”的概念聞所未聞（第4章，譯為控制區(qū)域），事務(wù)理論詳盡透徹（第7章），文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)滴水不漏（第13～15章）。在本書的翻譯過程中，我們常常為作者深厚的功底和淵博的知識所折服，同時(shí)又為自己的知識欠缺而慚愧，自嘆不能精確地傳達(dá)作者精妙的論述。
當(dāng)然本書也不是完美無缺的。由于本書的內(nèi)容過多，在敘述上有些內(nèi)容不夠簡練，有些內(nèi)容的敘述甚至太過冗余。如事務(wù)的ACID特性，幾乎每章都用到，但每次都要重新解釋。這與本書的寫作風(fēng)格有關(guān)，力圖使每章內(nèi)容都相對保持獨(dú)立。
全書共8個(gè)部分19章。本書的翻譯、統(tǒng)稿和審校由孟小峰和于戈共同組織完成。孟小峰負(fù)責(zé)第1～8章，于戈負(fù)責(zé)第9～16章，其余部分共同負(fù)責(zé)。具體翻譯分工如下：序、前言由孟小峰翻譯；第1章由李凌偉、孟小峰翻譯；第2章由王博、張榮翻譯；第3章由白蕓、王建華翻譯；第4章由王海燕、丁銳翻譯；第5章由豆昱、李明晴翻譯；第6章由張新宇、肖震翻譯；第7章由孟小峰翻譯；第8章由張?jiān)诮ā⒘_學(xué)君、孟小峰翻譯；第9～11章由宋寶燕翻譯；第12章由王國仁、夏秀峰翻譯；第13章由鮑玉斌翻譯；第14章由王丹翻譯；第15章由于亞新翻譯；第16章由于戈翻譯；第18、19章由于戈、孟小峰翻譯。
譯者曾在2001年在羅馬VLDB大會(huì)上有幸見到Jim Gray，談到翻譯本書的打算，得到他的極大鼓勵(lì)，并在隨后的版權(quán)購買過程中給予很大的幫助。2002年在北京再次見到Jim Gray博士，談起我們的翻譯工作已接近尾聲，Jim 顯得極為高興，并欣然在回美國的旅途中給本書中譯本作了序。
譯者感謝機(jī)械出版社華章公司的編輯們，沒有他們的努力，本書是不可能完成的。
本書涉及面廣，內(nèi)容豐富，術(shù)語量大，這在一般的書籍中是不常見的，翻譯難度可想而知。本書譯詞主要遵從教科書中的習(xí)慣用法，并參考《英漢計(jì)算機(jī)詞典》（修訂本，1998）等。為了搞清其他領(lǐng)域（如容錯(cuò)、操作系統(tǒng)等）中的詞匯，我們專門請教了一些這方面的專家。但在翻譯中仍感力不從心，譯文中不當(dāng)之處在所難免。誠懇讀者批評指正并不吝賜教。如果你有任何建議或意見，歡迎發(fā)Email給xfmeng@public.bta.net.cn, yuge@ mail.neu.edu.cn。

[b][size=large]前言[/size][/b]

買書的同時(shí)若能買到讀書的時(shí)間，將是再好不過了。
亞瑟·叔本華：附錄和補(bǔ)遺
寫作此書的目的
本書的目的就是幫助讀者理解大型、分布、異構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠工作的原理。與常見的分布計(jì)算的復(fù)雜方法不同，本書力圖展示一種易于使用的分布系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)方法。為什么書名不用諸如分布系統(tǒng)、高可靠性、互操作性或客戶/服務(wù)器等詞匯，而使用了一個(gè)比較一般的術(shù)語—事務(wù)處理呢？對很多人來說這是一個(gè)表示老式數(shù)據(jù)處理的詞匯，指面向批處理和大型主機(jī)的工作方式。
問題的關(guān)鍵是，一個(gè)大型的應(yīng)用系統(tǒng)可能具有上千個(gè)終端，用到上百臺計(jì)算機(jī)，需提供絕對沒有停機(jī)時(shí)間的服務(wù)，對這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和操作，只從一個(gè)角度來闡述清楚是不可能的，這也是本書如此浩繁的原因。因此需要用一種綜合的觀察角度和方法來解決分布系統(tǒng)的問題。我們的宗旨是說明，事務(wù)提供了這樣一種集成的概念框架，而面向分布事務(wù)的操作系統(tǒng)可以作為具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。客戶/服務(wù)器范型提供了一種結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)和開發(fā)應(yīng)用的好方式，但仍然需要用事務(wù)來控制客戶/服務(wù)器的交互操作。簡而言之：沒有事務(wù)，分布式系統(tǒng)不能滿足典型實(shí)際應(yīng)用的需要。
不過這并不是最關(guān)鍵的理由；更重要的是，這是許多人（包括系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)者、系統(tǒng)管理者和應(yīng)用開發(fā)人員）從實(shí)踐中得到的收獲。當(dāng)然，開發(fā)大型系統(tǒng)的概念已經(jīng)由來已久。事實(shí)上，在批處理處于全盛的時(shí)期，一些主要思想老早就被人們提出了，而且至今它們也不顯得過時(shí)。事務(wù)處理概念是為解決單處理器聯(lián)機(jī)應(yīng)用的復(fù)雜性而被提出的。其實(shí)，這些概念對具有更高復(fù)雜性的海量分布系統(tǒng)的有效實(shí)現(xiàn)，顯得更為至關(guān)重要。本書主要闡述事務(wù)概念是如何用于解決分布系統(tǒng)問題的，以及這些概念如何使我們在有限的資金和風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)，能夠建立高性能、高可用性的應(yīng)用。我們試圖通過一些我們所熟悉的“歷史教訓(xùn)”來闡述這一開發(fā)理念。歸結(jié)一點(diǎn)，事務(wù)有助于掩蓋，甚至避免分布系統(tǒng)的復(fù)雜性。
目前有很多的書是關(guān)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和分布數(shù)據(jù)庫）、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)通信、應(yīng)用開發(fā)的—還可以列很多。圍繞這些術(shù)語的學(xué)科劃分已深深地根植于世界各地的計(jì)算機(jī)科學(xué)的教學(xué)體系中。相應(yīng)的教育和專家也按此分門別類。有關(guān)的書籍通常是以一種枚舉的風(fēng)格，將過去十多年在這一領(lǐng)域的技術(shù)文獻(xiàn)中的主要思想羅列給讀者。這種寫作風(fēng)格試圖提供很多觀點(diǎn)和可供選擇的方案，但很少告訴讀者什么觀點(diǎn)是好的，什么是不怎么好的，以及為什么好與不好。更確切地說，你若要真的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)，這些有關(guān)算法的一般綜述幾乎不能說明什么，例如，如何開始以及從哪里開始你的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
我們的宗旨是幫助讀者解決實(shí)際問題。本書的重點(diǎn)在于，對問題只提供一兩個(gè)解決方法和有關(guān)的說明，而對許多其他的方法并不一一涉及，也就是說本書不采用百科全書式的敘述風(fēng)格。但本書的內(nèi)容是廣泛的，它將從一個(gè)系統(tǒng)的角度全面闡述事務(wù)處理的概念和技術(shù)。要使一個(gè)大型的系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須采用一種真正的“一條龍”的觀點(diǎn)，即從一個(gè)請求開始，通過系統(tǒng)的各個(gè)層次和構(gòu)件，直到結(jié)果被安全地輸出為止。這其中要涉及終端上的表示管理、通信子系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、程序設(shè)計(jì)語言的執(zhí)行系統(tǒng)以及應(yīng)用開發(fā)環(huán)境等。設(shè)計(jì)一個(gè)集成度如此之高的系統(tǒng)，所需要的一套設(shè)計(jì)方案將完全有別于功能有限的算法設(shè)計(jì)。這種全面整體性的方法是在其他有關(guān)分布系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的著作中所未曾見到的。自1986年我們開始寫作本書以來，我們一直深信這種方法是必需的。
內(nèi)容的選擇和組織
由于采用“一條龍”的觀點(diǎn)，這需要我們覆蓋很多基礎(chǔ)性的東西，我們將重點(diǎn)放在事務(wù)處理的基本概念上：如簡單的TP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化問題、簡單的事務(wù)模型、簡單的加鎖、簡單的寫日志、簡單的恢復(fù)等等。隨便翻翻目前的教材和參考書，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們在基本概念上是模糊不清的。例如，在現(xiàn)有的教材中，我們還沒有發(fā)現(xiàn)有關(guān) B樹的真正實(shí)現(xiàn)的描述。而B樹目前是用于數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)、信息檢索系統(tǒng)等之中的基本存取路徑結(jié)構(gòu)，是真正基本的東西。本書更像一本編譯課程的教材或 Tanenbaum的操作系統(tǒng)書。其中提供了很多代碼片段用于說明基本算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
本書注重實(shí)效，詳盡闡述并覆蓋基本的事務(wù)處理問題。本書的寫作使我們確信這是一種好的方法，不過這種寫作方法和風(fēng)格可能看起來比較陌生。我們的動(dòng)機(jī)就是要以注重實(shí)效的觀點(diǎn)闡述問題。目前沒有結(jié)構(gòu)化復(fù)雜系統(tǒng)的理論；因此重大決策不是依賴?yán)碚?#xff0c;更合適的做法是依賴良好的基礎(chǔ)修養(yǎng)和依從好的工程原則—即注重實(shí)效的標(biāo)準(zhǔn)。我們相信，這些從面向事務(wù)處理的基本概念中導(dǎo)出的原則，會(huì)在未來若干年內(nèi)顯得至關(guān)重要。
本書主體部分有7個(gè)主題，共分16章，閱讀上可或多或少地相互獨(dú)立，并可按不同的次序閱讀。
第一個(gè)內(nèi)容是事務(wù)處理的總體概述（第1章）。它講述了總體的系統(tǒng)概貌。介紹了基本的事務(wù)特性：原子性（要么全做，要么全不做）、一致性（狀態(tài)的正確轉(zhuǎn)換）、隔離性（沒有并發(fā)沖突）、永久性（已提交的更新不受任何系統(tǒng)故障的影響）—簡稱為ACID。沒有技術(shù)背景的讀者閱讀到此，就能夠?qū)Ρ绢I(lǐng)域有大致的了解。
第2章是為那些對計(jì)算機(jī)科學(xué)基本術(shù)語不甚熟悉的讀者準(zhǔn)備的。本章介紹了有關(guān)硬件、軟件、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等等方面最為重要的術(shù)語和概念。所有這些術(shù)語是后續(xù)討論所必需的。
第3章闡述為什么系統(tǒng)會(huì)失敗，并給出如何避免此類故障的建議。本章回顧了硬件和軟件的容錯(cuò)概念和技術(shù)（如徹底失敗、冗余、模塊化、修復(fù)）。若你想使用不完善的現(xiàn)成組件開發(fā)一個(gè)具有1萬年平均無故障時(shí)間的模塊，本章可以提供這方面的內(nèi)容。第3章解釋了在構(gòu)建高可用軟件時(shí)事務(wù)的重要意義。
第4～6章講述了事務(wù)的有關(guān)理論和使用。第4章詳細(xì)討論了把應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)造為事務(wù)的具體含義。重點(diǎn)討論了目前不能被扁平事務(wù)很好支持的計(jì)算類型。進(jìn)行這些計(jì)算的應(yīng)用需要事務(wù)概念的擴(kuò)展和廣義性。第5章通過描述TP監(jiān)控器的作用，解釋了面向事務(wù)的計(jì)算究竟對操作系統(tǒng)和其他低級別部件意味著什么。同時(shí)還解釋了事務(wù)程序如何與這些系統(tǒng)服務(wù)交互作用。第6章是面向程序設(shè)計(jì)人員的。它提供了很多程序控制結(jié)構(gòu)和代碼片段來解釋事務(wù)型的遠(yuǎn)程過程調(diào)用的工作原理、請求調(diào)度的處理，以及其他精妙之處。對位級（bit-level）事件不感興趣的讀者可略過本章的前半部分，直接從6.4節(jié)事務(wù)隊(duì)列的內(nèi)容開始閱讀。
第7、8章介紹了并發(fā)的理論和實(shí)踐。事務(wù)處理系統(tǒng)將應(yīng)用中的所有并行執(zhí)行部分掩蓋起來，因此支持了ACID特性中的隔離性。第7章敘述了這些技術(shù)背后的理論，第8章則展示了如何用封鎖技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一理論。
第9～12章介紹了事務(wù)管理和恢復(fù)技術(shù)，即與事務(wù)原子性和永久性有關(guān)的內(nèi)容。第9章講述寫日志和歸檔的處理。第10章討論如何編寫事務(wù)型資源管理器，如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或隊(duì)列管理器。它闡述了資源管理器如何與事務(wù)相結(jié)合，如何寫日志記錄、獲得鎖和參與事務(wù)的提交和回滾。書中給出了一個(gè)簡單的資源管理器（一位資源管理器）來具體展示這方面的技術(shù)。第11章介紹事務(wù)管理器，它具體負(fù)責(zé)確定事務(wù)的狀態(tài)和了解參與此事務(wù)的資源管理器的情況。本章給出了一個(gè)簡單事務(wù)管理器的具體實(shí)現(xiàn)—當(dāng)然對具體細(xì)節(jié)不感興趣的讀者同樣可以略過這些內(nèi)容。第12章是事務(wù)管理器所用到的高級概念和技術(shù)的匯總。
第13～15章討論一個(gè)相對獨(dú)立的內(nèi)容：一個(gè)非常重要的資源管理器—事務(wù)型文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。從裸金屬（磁盤）開始，討論空間管理問題，并詳細(xì)論述了系統(tǒng)中緩沖管理器的角色。接下來，介紹了在定長頁面中變長元組的組織，以及支持面向元組存取的所有文件組織方式。最后，第15章討論了關(guān)聯(lián)存取，主要介紹B樹及其在高并行環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)問題。所有這些都以一種支持ACID特性的方式實(shí)現(xiàn)，即產(chǎn)生的文件、元組和存取路徑均是事務(wù)型對象。
.第16章概述事務(wù)處理范疇內(nèi)許多商業(yè)系統(tǒng)的情況。我們試圖揭示每一系統(tǒng)的特征。這不是一個(gè)競爭性的比較，而是對每一系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的正面描述。
最后，附有一個(gè)關(guān)于事務(wù)處理術(shù)語的詞匯表。擁有如此大量的詞匯，這在一般的教材中是不常見的。然而，正如第5章引言所指出的，事務(wù)處理領(lǐng)域的術(shù)語是全面而定義完好的。因此詞匯表可以起到兩個(gè)目的：首先，若對某個(gè)術(shù)語不明確，可查詞匯表找到有關(guān)的解釋。其次，通過這種方式，詞匯表有助于促進(jìn)本領(lǐng)域術(shù)語的統(tǒng)一。
大多數(shù)章包含了一節(jié)歷史評注，試圖說明事情的由來、一些思想的首次出處等。與計(jì)算機(jī)科學(xué)的許多其他領(lǐng)域不同，事務(wù)處理技術(shù)主要是由工業(yè)界研究機(jī)構(gòu)和開發(fā)實(shí)驗(yàn)室提出的。一些在商業(yè)產(chǎn)品中提出并實(shí)現(xiàn)的思想，是在若干年后被重新發(fā)現(xiàn)并作為科學(xué)成果加以發(fā)表的。在歷史評注中，我們盡我們所知，盡量包含來自兩方面的貢獻(xiàn)。
本書大部分后章還配有習(xí)題，小到簡單的內(nèi)容復(fù)習(xí)題，大到一個(gè)學(xué)期項(xiàng)目。其中大部分題目還在章尾給出了答案。仿照唐納德·克努特的做法，對每一道題目有一個(gè)形如[節(jié)，級別]的修飾。“節(jié)”用于說明習(xí)題涉及哪一節(jié)的內(nèi)容，“級別”用于指明習(xí)題的難度系數(shù)：
[10] 指可以在1分鐘時(shí)間完成的題目（用于檢查是否閱讀了書中的有關(guān)內(nèi)容）。
[20] 指可以在15～20分鐘時(shí)間完成的題目。
[25] 指可以在1小時(shí)時(shí)間完成的題目。
[30] 指短的（程序設(shè)計(jì)）項(xiàng)目：可以在一天內(nèi)完成。
[40] 指較大型的（程序設(shè)計(jì)）項(xiàng)目：可以在兩周時(shí)間完成。
另外，對難度超過[40]的題目，用[項(xiàng)目]標(biāo)識。而對標(biāo)有[討論]的題目，則需要讀者走出去，好好地調(diào)查研究一番。
本書原本的計(jì)劃是要包含SQL的實(shí)現(xiàn)和有關(guān)事務(wù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)。隨著寫作的推進(jìn)，我們意識到已沒有空間和時(shí)間來討論這些內(nèi)容。于是，正如現(xiàn)在所看到的，本書就是一本關(guān)于事務(wù)如何實(shí)現(xiàn)的書。Ceri和Pelagatti有很出色的書[1984]討論了高級別數(shù)據(jù)庫的問題（如SQL、規(guī)范化、優(yōu)化以及一些事務(wù)管理的問題）。
有關(guān)本書的學(xué)習(xí)
本書主要面向高年級本科生、研究生和一些可能需要了解所用事務(wù)處理系統(tǒng)情況的專業(yè)程序員（如CICS/DB2用戶）或需要一本基本參考書的專業(yè)程序人員。
本書的內(nèi)容在目前大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)的教學(xué)體系中沒有對應(yīng)的科目。分門別類是現(xiàn)有課程結(jié)構(gòu)的本質(zhì)特征，而且至今還沒有標(biāo)準(zhǔn)的事務(wù)處理課程。然而，在本書的寫作過程中，各個(gè)階段的初稿已經(jīng)被用于許多本科和研究生的課程中。我們認(rèn)為我們所采用的寫作方法在計(jì)算機(jī)科學(xué)現(xiàn)存結(jié)構(gòu)中是合適的。但我們希望，這一方法的出現(xiàn)將有助于消除現(xiàn)有分門別類的思想。以下是將本書用于各種課程的建議：
基本了解：第1章，2.7、4.1～4.2、5.1～5.3、5.5～5.7節(jié)，第16章。
事務(wù)處理導(dǎo)論：第1、2章，3.1～3.6節(jié)，第4、5章，6.4～6.5、7.1～7.6節(jié)，第9、10、16章。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：第1、4、7、10、13、14、15章。
分布式系統(tǒng)：第1、2、3、4、7、8、10、12、16章。
操作系統(tǒng)：第1、2、3、5、6、7、8、10、11、13、16章。
高級內(nèi)容：在高級課程中，第1、3章可以略過，或者簡要地過一遍。另外，可以采用Tanenbaum的有關(guān)操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的書，Ceri和 Pelagatti的分布數(shù)據(jù)庫的書，Oszu和Valduriez的分布數(shù)據(jù)庫原理的書，和Date的任何一本數(shù)據(jù)庫的書。
當(dāng)然還可以想到許多其他的組合方式。對已經(jīng)熟悉本領(lǐng)域內(nèi)容的讀者，可以略過第1章、第2章；不過我們建議大家瀏覽一下這部分內(nèi)容，以便了解本書用到的術(shù)語。
第3章可以跳過，但我們建議大家閱讀一下。事務(wù)乍看起來太顯而易見。然而第3章仔細(xì)地闡述了為什么事務(wù)是正確的異常處理模型和開發(fā)高可用系統(tǒng)的關(guān)鍵。這里討論的技術(shù)有助于更好地理解容錯(cuò)在系統(tǒng)級的含義，并且它們可以隨時(shí)用于應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)之中。
我們在敘述中盡量保持各章內(nèi)容互不依賴。如果你閱讀了全書，就會(huì)發(fā)現(xiàn)各章間有一些重復(fù)內(nèi)容。這保證了各章使用上的獨(dú)立性。
為使本書更便于教學(xué)上的使用，教師可以考慮通過Transarc公司的Encina大學(xué)項(xiàng)目獲取有關(guān)的軟件。Encina產(chǎn)品提供了在開放計(jì)算環(huán)境中的基于分布、標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理。本書的很多內(nèi)容可以使用Encina產(chǎn)品模塊家族，以課程設(shè)計(jì)的形式具體實(shí)驗(yàn)。例如，分布事務(wù)管理、事務(wù)遠(yuǎn)程過程調(diào)用、高級鎖和恢復(fù)模型、共享寫日志系統(tǒng)、面向記錄的資源管理器和事務(wù)監(jiān)控器。
若你有充裕的時(shí)間，并對事務(wù)處理有足夠的興趣，不妨讀一下Bjork and Davies[1972；1973；1978]的論文。這些早期的論文開創(chuàng)了這一領(lǐng)域，以我們目前的觀察，閱讀這些論文會(huì)讓我們受益匪淺。事務(wù)的演進(jìn)不像一種自然衰減過程，而更像一種激進(jìn)方式，力圖減低難以管理的復(fù)雜性。閱讀這些早期的基本論文，你還會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的預(yù)見還遠(yuǎn)未成為現(xiàn)實(shí)。
結(jié)束語
正如致謝中指出的，本書的初稿歷經(jīng)了兩年時(shí)間（1990～1991）的評閱和教學(xué)試用。這不僅改進(jìn)了本書內(nèi)容的表述，增加了準(zhǔn)確性，而且改變了本書的總體設(shè)計(jì)。一些新的章節(jié)增加進(jìn)來，而另一些內(nèi)容則被刪掉了，書的厚度也增加了一倍。書的評審和熱烈的辯論也改變了材料的組織方式。我們兩個(gè)一個(gè)按自頂向下的方式開始寫作，而另一個(gè)采用自底向上的方式寫作。最后，我們兩個(gè)互相顛倒了各自的寫作方法。
即使如此，錯(cuò)誤依然存在，為此我們沒有任何借口可以逃脫應(yīng)有的責(zé)任。對發(fā)現(xiàn)本書的錯(cuò)誤并不吝告知者，我們將不勝感激。請把意見寄給出版社轉(zhuǎn)交作者，或發(fā)電子郵件給Gray@microsoft.com。
致謝
本書得益于許多人士詳盡的批評和建議。我們衷心地感謝他們的指導(dǎo)。我們尤其要感激Frank Bamberger、Phil Bernstein、Noel Herbst、Bruce Lindsay、Dave Lomet、Dan Siewiorek、Nandit Soparkar、Kent Treiber和Laurel Wentworth等人，感謝他們對本書敘述重點(diǎn)和焦點(diǎn)的改進(jìn)意見。更為珍貴的是來自Betty Salzberg和她所教班級的批評，它促使形成了本書的表述方式。謝謝大家。
Walker Cunningham，我們的負(fù)責(zé)文字的編者，仔細(xì)審閱了所有章節(jié)。他的不懈努力使本書顯得更為清晰。
我們的同事們對本書某些章節(jié)做出了很多重要的貢獻(xiàn)。Betty Salzberg建議需要第2章（術(shù)語）。Dan Siewiorek和Vic Vyssotsky對容錯(cuò)一章傾注了大量心血。Bruce Lindsay和Harald Sammer對事務(wù)概念的寫作大有幫助。Phil Bernstein、Noel Herbst、Bruce Lindsay和Ron Obermarck 引起我們對事務(wù)管理的重新思考。Dave Lomet和Franco Putzolu對記錄和文件管理的章節(jié)貢獻(xiàn)頗多。Frank Bamberger、Elliot Moss、Don Slutz和Nandit Sopakar給本書提出了許多有價(jià)值的批評意見。
值得一提的是Charlie Davies，20年前開創(chuàng)本領(lǐng)域的先驅(qū)者。Charlie有關(guān)spheres of control（控制區(qū)域）的工作鮮為人知。他的論文有些晦澀，但所有與他接觸過的人無不為他的遠(yuǎn)見卓識所折服。從事這一領(lǐng)域研究的人們?nèi)栽谥铝τ诮鉀Q他所預(yù)見到的問題。第4章以更現(xiàn)代的詞匯闡述了他的這一思想。
事務(wù)處理是一個(gè)實(shí)踐引導(dǎo)理論的研究領(lǐng)域。通常在商業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了某些思想很久以后，該思想才會(huì)在學(xué)術(shù)界出現(xiàn)。類似的事情不僅讓人想起當(dāng)年伽利略向威尼斯商人宣稱發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，而此時(shí)市井上批發(fā)商們正在銷售著批量生產(chǎn)的荷蘭望遠(yuǎn)鏡。
貫穿本書，我們一直面臨著兩難的選擇。是把功勞歸于首先公開發(fā)表該思想的人們？抑或應(yīng)該優(yōu)先考慮在產(chǎn)品中最早開發(fā)和實(shí)現(xiàn)該思想的人們？學(xué)術(shù)界的傳統(tǒng)和美國的專利法律將優(yōu)先權(quán)賦予首先發(fā)表者。我們試圖兩者并重。在每一章歷史評注的敘述中，對來自工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的思想貢獻(xiàn)，我們盡量做到不偏不倚。也許這樣的討論根本沒有實(shí)際意義；實(shí)現(xiàn)者們要的不是學(xué)術(shù)的榮譽(yù)，他們要的是金錢。
Franco Putzolu（一個(gè)實(shí)現(xiàn)者）對本領(lǐng)域，尤其是作者有深刻的影響。Franco從沒有寫過一篇論文，也沒有一項(xiàng)專利，但他的思想和代碼卻是System R、SQL/DS、DB2、Allbase和NonStop SQL等系統(tǒng)的核心。這些設(shè)計(jì)被他人廣泛地使用，同樣也用在本書中。Franco Putzolu值得本書對他賦予如此的殊榮。
Bruce Spatz（我們的出版商）在有關(guān)本書的側(cè)重點(diǎn)方面給予我們有益的指導(dǎo)。他還組織對本書進(jìn)行多次的審閱，安排了課堂測試，而且在我們最需要的時(shí)候給予鼓勵(lì)。我們還要感謝我們的項(xiàng)目經(jīng)理，專業(yè)書中心的Jennifer Ballentine和我們的文字編輯Jeanne Thieme，對本書的巨大幫助。
Andreas的學(xué)生們對本書的很多方面給予幫助。他們閱讀了本書初稿，并用于教學(xué)，嘗試做其中的習(xí)題，研究有關(guān)參考文獻(xiàn)，等等。而且，由于他們的導(dǎo)師不斷面臨“馬上交稿”的壓力而經(jīng)常缺席，這意味著學(xué)生們必須更多地要靠自己的努力。
Gabriele Ziegler是Andreas的秘書，在此需特別感謝她在Andreas忙于寫書期間安排處理有關(guān)的事務(wù)。當(dāng)Andreas忙于“馬上交稿”而無暇理會(huì)其他人的時(shí)候，她都要出面周旋。
Christiane Reuter幾乎寫完了有關(guān)應(yīng)用設(shè)計(jì)的一章，但最后還是放棄了。然而，她卻照料了在Ripa第一次處于長期寫作狀態(tài)中的作者—由于要應(yīng)付當(dāng)?shù)啬茉春涂膳職夂?#xff0c;這可是一項(xiàng)不簡單的任務(wù)。此外，她還要忍受多年的熬夜和沒有周末的折磨。
Tandem計(jì)算機(jī)公司和DEC公司給了非常慷慨的支持。
最后感謝所有鼓勵(lì)我們前行的人們，感謝帶給我們愉悅的人們，感謝能寬容我們的困擾和情緒波動(dòng)的人們。

Jim Gray
Andreas Reuter
（斯圖加特大學(xué)）


[b][size=large]中文版序[/size][/b]

本書的基本前提在于，事務(wù)概念是分布式計(jì)算的一個(gè)重要抽象。在某一層次上實(shí)現(xiàn)了事務(wù)，那么所有更高的層次上會(huì)有一個(gè)簡化的失敗語義（要么全做，要么全不做），并且錯(cuò)誤處理也會(huì)簡單的多。
十年前當(dāng)本書初次面世時(shí)，這是一個(gè)基本的觀點(diǎn)。自此以后，因特網(wǎng)蓬勃發(fā)展，分布式計(jì)算在CORBA、DCOM和現(xiàn)在的Web Service的支持下，變得更為切實(shí)可行。TP監(jiān)控器已經(jīng)被Web服務(wù)器和對象請求代理所取代。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也已經(jīng)成熟多了。
今天我們看到，許多技術(shù)都已接受了這一觀點(diǎn)。事務(wù)技術(shù)被廣泛用于操作系統(tǒng)、事務(wù)型文件系統(tǒng)，并且事務(wù)管理器被加入到了大多數(shù)的操作系統(tǒng)中。由于事務(wù)技術(shù)已經(jīng)成熟，所以事務(wù)型資源管理器（如隊(duì)列管理器、工作流系統(tǒng)、持久對象系統(tǒng)和主存數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等）日益推廣流行。
本書中的一些內(nèi)容已經(jīng)過時(shí)了—甚至是作廢了—但其核心概念和技術(shù)已從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擴(kuò)展到了分布式計(jì)算的范疇。
我和Andreas Reuter感謝譯者的辛勤工作。中文，作為更為簡潔的語言，會(huì)使本書更薄些（也更輕了），中文版還會(huì)使十多億人有機(jī)會(huì)閱讀本書。我希望本書對各位是有價(jià)值和有幫助的。

Jim Gray
微軟研究院
2002.10

[b][size=large]序[/size][/b]

企業(yè)、政府、科學(xué)、文化等領(lǐng)域的活動(dòng)，正在變得越來越依賴于計(jì)算機(jī)信息資源。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲取和維護(hù)的信息量和種類日益增多，如何使用、管理和保護(hù)這些信息的技術(shù)對人類和現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)變得至關(guān)重要。
事務(wù)處理技術(shù)是有效管理和使用計(jì)算機(jī)信息資源的關(guān)鍵。
事務(wù)處理涵蓋了對所存儲的信息和應(yīng)用程序加以管理兩方面的技術(shù)，其中應(yīng)用程序負(fù)責(zé)對信息的解釋和具體操作。從數(shù)據(jù)庫恢復(fù)和并發(fā)控制，到事務(wù)監(jiān)控器，負(fù)責(zé)初始化和控制應(yīng)用的執(zhí)行。這些事務(wù)處理技術(shù)為關(guān)鍵信息資源的管理和保護(hù)提供了必要的機(jī)制和措施，而這些關(guān)鍵信息資源其實(shí)已成為商業(yè)、科學(xué)、文化活動(dòng)的基礎(chǔ)。
為使日益劇增的計(jì)算機(jī)信息有用，要求它們必須能夠準(zhǔn)確反映現(xiàn)實(shí)世界的情況，并能保證應(yīng)用程序可獲得它們。通常，使用所存儲的信息是指訪問和修改有關(guān)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)集中描述或刻畫了現(xiàn)實(shí)世界中的某些現(xiàn)象或活動(dòng)的狀態(tài)和演化。由于許多數(shù)據(jù)要一起被訪問和修改以便正確反映現(xiàn)實(shí)世界，因此必須保證相關(guān)數(shù)據(jù)的一致性。任何對相關(guān)數(shù)據(jù)修改的中斷，或?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)訪問或修改的交錯(cuò)，都會(huì)造成數(shù)據(jù)的不一致性。
保證數(shù)據(jù)一致性的關(guān)鍵是要明確數(shù)據(jù)訪問和更新的序列。這一序列稱為事務(wù)。事務(wù)處理技術(shù)就是要確保一個(gè)事務(wù)要么完整地執(zhí)行，要么根本不執(zhí)行，并保證并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)彼此互不干擾，如同在隔離執(zhí)行一樣。這一技術(shù)的意義尤其在于，在一些復(fù)雜情況下上述保證仍能得到支持，如計(jì)算機(jī)部件發(fā)生故障、數(shù)據(jù)分布在不同計(jì)算機(jī)上或不同事務(wù)的交叉或并行執(zhí)行等。
過去25年中，企業(yè)和大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室在事務(wù)處理技術(shù)方面付出了巨大的努力，已使得該技術(shù)可以保證事務(wù)的“all-or-nothing”（要么全做，要么全不做）執(zhí)行，以及并發(fā)事務(wù)的隔離性。本書第一次全面介紹了事務(wù)處理系統(tǒng)的技術(shù)和方法，用來控制和保護(hù)事務(wù)處理系統(tǒng)管理的有價(jià)值的信息資源。作者詳細(xì)描述了商品化的和實(shí)驗(yàn)性的事務(wù)處理系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀。重點(diǎn)論證了這些技術(shù)的有效性和高效性。詳細(xì)解釋了為什么要面對這些問題以及如何解決這些問題，所有這些使得本書不僅對求知的學(xué)生，而且對系統(tǒng)開發(fā)人員都是十分有益的。
作者Jim Gray博士和Andreas Reuter教授，在商品化和實(shí)驗(yàn)性事務(wù)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面，加起來已有五十多年的直接經(jīng)驗(yàn)。他們對事務(wù)處理技術(shù)做出了巨大的貢獻(xiàn)，并因他們的學(xué)術(shù)成就而享譽(yù)世界。本書既是他們對事務(wù)處理問題深刻理解的結(jié)晶，也是對大部分行之有效的事務(wù)處理實(shí)現(xiàn)技術(shù)的難得的評價(jià)。作者具有的對基本概念和使用方法的辨識能力，給讀者理解事務(wù)處理系統(tǒng)的問題和技術(shù)，提供了堅(jiān)實(shí)和實(shí)用的基礎(chǔ)。
.本書覆蓋了事務(wù)處理技術(shù)的所有方面。開始的幾章為讀者介紹了事務(wù)概念和事務(wù)執(zhí)行的計(jì)算環(huán)境的基本知識，其中給出了有關(guān)計(jì)算機(jī)部件故障的重要假設(shè)，即事務(wù)處理系統(tǒng)必須對故障部件容錯(cuò)。書中闡述了事務(wù)處理監(jiān)控器的作用。事務(wù)處理監(jiān)控器主要控制應(yīng)用程序和所提供功能的激活和執(zhí)行。這為討論并發(fā)控制和恢復(fù)技術(shù)打下了基礎(chǔ)。事務(wù)隔離性的討論覆蓋了并發(fā)控制問題，它涉及了從硬件層到記錄和索引的隔離語義的各方面問題。書中詳細(xì)討論了故障情況下重要而復(fù)雜的事務(wù)恢復(fù)技術(shù)。從記錄管理到分布提交協(xié)議，對所需要的用于保證事務(wù)的“要么全做，要么全不做”執(zhí)行和數(shù)據(jù)永久性的恢復(fù)技術(shù)詳加闡述。其后，介紹了將事務(wù)恢復(fù)技術(shù)和隔離技術(shù)用于記錄級存儲和關(guān)聯(lián)索引的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。從這些章中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)方面的學(xué)生和開發(fā)人員都可以獲得有用的信息。本書最后，從商業(yè)和學(xué)術(shù)兩個(gè)方面對事務(wù)處理系統(tǒng)加以綜述。
貫穿全書，作者對基本問題給出了深入細(xì)致的討論，對已證明行之有效的技術(shù)給出了詳細(xì)具體的描述。對概念方面的內(nèi)容，輔以一些仔細(xì)設(shè)計(jì)的圖表加以說明。對技術(shù)方面的內(nèi)容，則給出代碼片段，有效提高了讀者對實(shí)現(xiàn)問題的認(rèn)識。
本書既綜合覆蓋了事務(wù)處理技術(shù)，又詳細(xì)描述了相關(guān)問題和算法，對學(xué)生是很好的教材，對專業(yè)人士則是資源寶庫。事務(wù)處理技術(shù)對工業(yè)社會(huì)的信息管理需求十分重要，這需要人們對該技術(shù)深入理解和廣泛應(yīng)用。對于即將應(yīng)用和拓展事務(wù)處理概念和技術(shù)的人士，本書可以充當(dāng)這方面的指南和參考書。

Bruce Lindsay
IBM Almaden Research Center
圣荷塞，加利福尼亞

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的事务处理：概念与技术的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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