There already exist many database systems which have been built and administered independently. As database applications demand increased cooperation of such independent database systems, it becomes necessary to integrate pre-existing database systems. A natural integration methods is a "bottom-up" fashion, which integrates the database systems in such a way that autonomy and heterogeneity of participant database systems are preserved. This integration results in a multidatabase system. A multidatabase system allows users uniform access to more than one database within a transaction without modifying already existing database systems.
There have been a lot of research efforts on supporting distributed transactions across homogeneous multiple database systems. Distributed transaction management consists of two parts; (1) global concurrency control to preserve the traditional serializability property of transactions and (2) atomic commitment and recovery protocols to preserve atomicity property of transactions in the presence of failures. The transaction management algorithms developed in homogeneous distributed database systems are basically subject to the complete knowledge of participant database systems such as lock table, wait-for graph, transaction log. In a multidatabase system, however, it is not possible to make such information of a preexisting database system visible to others; it requires modifications to the database system. This observation leads to an important technical challenge; how to support distributed transactions in a multidatabase system while preserving autonomy and heterogeneity of pre-existing database systems.
In this thesis, we first develop a locking protocol called multidatabase two-phase locking to provide the traditional serializability property for multidatabase transactions. The locking protocol is an extension of the traditional two-phase locking protocol. We also introduce a technique based on the use of a potential-wait-for graph to detect deadlocks among multidatabase transactions. The combination of the multidatabase two-phase locking protocol and the deadlock detection technique provides a higher degree of concurrency than previous proposals. Next, we devise an atomic commitment and crash recovery protocol called resubmit log method to preserve atomicity property of transactions from various failures. The method is an implementation technique to simulate the traditional two-phase commitment protocol. In the resubmit log method, a prepared state of a multidatabase transaction at a component site is implemented by using only the interface of pre-existing database systems while other proposals require a separate storage interface which is not part of a database. The multidatabase two-phase locking protocol, the deadlock detection methods, and the resubmit log method can all be implemented without requiring any changes to existing database systems.
많은 상용 업무에서 이미 데이타베이스시스템을 서로 독립적으로 구축하여 관리하고 있다. 데이타베이스 응용 업무가 이러한 독립적인 데이타베이스의 상호 협동을 요구하게 됨에 따라, 이미 구축되어 관리되고 있는 독립적인 데이타베이스 시스템을 통합하는 것이 필요하게 되었다. 이들을 자연스럽게 통합하는 한가지 방법은 기존의 데이타베이스 시스템의 자치성(autonomy)과 이질성(heterogeneity)을 그대로 보존하는 "아래로 부터 위로(bottom-up)"의 방법이다. 이러한 통합의 결과가 복수데이타베이스 시스템(multidatabase system)이다. 복수데이타베이스 시스템은 기존의 데이타베이스 시스템을 변경하지 않고, 사용자의 트랜잭션으로 하여 금 두 개 이상의 데이타베이스를 접근할 수 있도록 하여 준다.
동질의 복수데이타베이스 시스템에 대한 분산 트랜잭션에 대해서는 많은 연구가 있어 왔다. 분산 트랜잭션 관리는 크게 두 부분으로 나누어 진다; (1) 트랜잭션에 종래의 순서화가능성(serializability)을 지원하기 위한 전역 동시성 제어, 그리고 (2) 시스템의 오류에 대비하여 트랜잭션의 원자성(atomocity)을 보장하기 위한 원자적인 완료(commitment) 기법과 회복(recovery) 기능이다. 동질의 분산 데이타베이스 환경에서 개발된 트랜잭션 관리 기법은 기본적으로 분산에 참여하는 데이타베이스 시스템의 모든 정보(예를 들면, 잠금 테이블, 대기 그래프, 트랜잭션 로그)를 접근할 수 있다는 가정을 가지고 있다. 그러나, 복수데이타베이스 시스템에서 는 기존의 데이타베이스 시스템을 변경하지 않고는 이러한 정보를 다른시스템에게 보여 줄 수 없다. 따라서, 복수데이타베이스 시스템에서 기존 데이타베이스 시스템의 자치성과 이질성을 보장하면서 분산 트랜잭션을 지원하는 것은 중요한 기술적인 문제라 할 수 있다.
이 논문에서는 먼저, 복수데이타베이스 트랜잭션의 순서화가능성을 지원하기 위해 복수데이타베이스 2단계 잠금(multidatabase two-phase locking)을 개발한다. 이 잠금 방식은 기존의 2단계 잠금 방식을 확장한 것이다. 또한, 복수데이타베이스를 접근하는 트랜잭션들 사이에 발생할 수 있는 교착상태를 해결하기 위해 잠재 대기 그래프(potential-wait-for graph)에 기반을 둔 교착상태 해결 기법을 제안한다. 제안된 잠금 기법과 교착상태 해결 기법은 기존의 방식에 비해 높은 동시성을 지원한다. 다음으로, 시스템 고장에 대해 트랜잭션의 원자성을 보장하기 위하여 재제출 로그(resubmit log)에 기반을 둔 원자적 완료 기법과 회복 기법을 고안한다. 이 기법은 종래의 2단계 완료 기법을 모사하여 구현되는 방식이다. 다른 연구에서와 달리, 재제출 로그 방식에서는 트랜잭션의 준비상태(prepared state)가 분리된 저장 시스템을 이용하지 않고, 기존의 데이타베이스 시스템을 그대로 사용한다. 본 논문에서 제안하는 복수데이타베이스 2단계 잠금 방식, 잠재 대기 그래프을 이용한 교착상태 해결 기법, 그리고 재제출 기법은 기존의 데이타베이스 시스템을 변경하지 않고 구현할 수 있다.
