PowerPoint-Pr

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5.3.2 Sequentielle Konsistenz
Def. Sequentielle Konsistenz (sequential
consistency) Effekt einer Programmausführung
auf repliziertem Objekt Effekt einer
äquivalenten sequentiellen Ausführung
auf nichtrepliziertem Objekt
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Idee Totalgeordnete Rundrufe an die
Replikatverwalter ? ? Ausgezeichneter
Replikatverwalter arbeitet als Koordinator wie
der Sequencer aus 4.2.3 sein Replikat heißt
Primärkopie ? Änderungen werden zunächst an
der Primärkopie vorgenommen und dann an die
Sekundärkopien weitergeleitet ? Sowohl aktive
als auch passive Replikation möglich (passiv ist
besser, wenn Replikate kommen und gehen!) ?
Operationen synchron oder asynchron falls
synchron, wartet Klient auf Quittung des
Koordinators ? Nichtmodifizierende Operation
liest unter Umgehung des Koordinators aus der
nächstliegenden Kopie!
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Beobachtungen 1. Jede Kopie hat die gleiche
Geschichte. 2. Koordinator ist Engpaß es
sollte also mehr Leseoperationen als
Schreiboperationen geben. 3. Kausalitätstreue
und Unabhängigkeitstreue wären
gewährleistet, wenn es keine Leseoperationen
gäbe (aber dann wäre die Replikation
sinnlos!) Daher
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Modifiziertes Verfahren (Tanenbaum 1995) ?
Durchnumerierung der Versionen des Objekts mit
Rundrufzähler des Koordinators ? Jede
Station merkt sich die höchste Versionsnummer,
von der sie Kenntnis hat, als lokal
aktuelle Versionsnummer a ? Aktuelle
Versionsnummer wird mit jeder Nachricht, die
nicht an den Koordinator geht, als Nummer
v mitgeschickt ? Ein Server (außer dem
Koordinator), der von einem Klienten eine
Nachricht ( Lesewunsch) mit v gt a erhält,
bearbeitet die Nachricht erst dann, wenn er
vom Koordinator eine Nachricht mit der
Nummer v erhalten und bearbeitet hat Bemerkung
Versionsnummer Logische Uhr des Objekts
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Eigenschaften ? Sequentielle Konsistenz
gewährleistet bei Abwesenheit asynchroner
Operationen ? Achtung Etwaige Kommunikation
unter den Klienten ist nicht kausalitätstreu -
sofern nicht durch zusätzliche Maßnahmen
gewährleistet (4.2.2)
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5.3.3 Kausale Konsistenz
Def. Kausale Konsistenz (causal
consistency) Die Effekte kausal abhängiger
Schreiboperationen werden von allen Beteiligten
in der gleichen Reihenfolge beobachtet (nämlich
in der Kausalfolge)
Implementierung - kausal geordnete Rundrufe
(4.2.2) - keine Primärkopie erforderlich
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• Anwendung
• wenn keine nebenläufigen Operationen auf Objekt
• wenn nebenläufige Operationen kommutieren
• Def. Zwei Operationen op1, op2 eines ADT
  kommutieren,
• op1 op2 , wenn bei nebenläufigem Aufruf die
  Reihenfolge
• ihrer Ausführung keine Auswirkung auf ihre
  Ergebnisse
• und auf den (abstrakten!) Gesamteffekt hat.
• Beobachtung Kommutierende Operationen können auf
  
• verschiedenen Replikaten in verschiedener
• Reihenfolge ausgeführt werden

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Abgeschwächte kausale Konsistenz
Def. PRAM-Konsistenz (pipelined RAM
consistency) Die Effekte der
Schreiboperationen eines Prozesses werden von
allen Beteiligten in der Ausführungsreihenfolge b
eobachtet (d.h. Kausalität nicht
prozeßübergreifend) Implementierung FIFO
mittels einfacher Nachrichtennumerierung Anwendu
ng z.B. Protokollieren von wichtigen
Ereignissen innerhalb der Prozesse
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5.3.4 Schwache Konsistenz
Beobachtungen 1. Aktualisieren einer Kopie
muß erst dann abgeschlossen sein, wenn sie
tatsächlich gelesen wird. 2. Wenn eine Kopie
ohne Lesen nacheinander mehrfach überschrieben
wird, (ohne Berücksichtigung des aktuellen
Werts, z.B. bei passiver Replikation),
braucht nur der letzte Schreibvorgang vor dem
Lesen ausgeführt zu werden. 3. Solche
Situationen sind typisch für die Manipulation von
Objekten in kritischen Abschnitten die
wegen der Nichtsequentialität ohnehin an
vielen Stellen erforderlich ist.
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Def. Schwache Konsistenz (weak
consistency) 1. Synchronisationsobjekte sind
sequentiell konsistent. 2. Bei Zugriff eines
Prozesses auf ein Synchronisations- objekt
wird sichergestellt, daß alle vorangegangenen
Schreiboperationen des Prozesses auf allen
Replikaten abgeschlossen sind. 3. Bei
Zugriff eines Prozesses auf ein
Synchronisations- objekt wird
sichergestellt, daß alle Schreiboperationen
anderer Prozesse auf den lokalen Replikaten
abgeschlossen sind. M.a.W.
Synchronisationsoperation erzwingt temporäre
Konsistenz
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Def. (eager) Release Consistency bei
wechselseitigem Ausschluß mit Sperroperationen re
quest(lock)/release(lock) 1. Im kritischen
Abschnitt wird nur auf die lokalen Replikate
der manipulierten Objekte zugegriffen. 2. Vor
dem release werden die aktuellen Werte
propagiert (passive Replikation), und es
wird auf die Bestätigungen von allen
Replikaten gewartet.
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Def. Lazy Release Consistency Schritt 2
unterbleibt. Stattdessen beschafft sich jeder
Prozeß bei einem request(lock) die aktuellen
Daten vom Prozeß mit dem letzten release(lock)
(entbehrlich falls gleicher Prozeß!)
Effekt von Release Consistency Sequentielle
Konsistenz der in kritischen Abschnitten
manipulierten Objekte (Weitere schwache
Konsistenzmodelle siehe Tanenbaum 1995)