論文の概要: Boosting End-to-End Database Isolation Checking via Mini-Transactions (Extended Version)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.02344v1
• Date: Thu, 03 Apr 2025 07:26:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-04 12:57:14.385121
• Title: Boosting End-to-End Database Isolation Checking via Mini-Transactions (Extended Version)
• Title（参考訳）: ミニトランザクションによるエンドツーエンドデータベース分離チェックの強化(拡張バージョン)
• Authors: Hengfeng Wei, Jiang Xiao, Na Yang, Si Liu, Zijing Yin, Yuxing Chen, Anqun Pan,
• Abstract要約: ミニトランザクション(MT)は、一般的なワークロードよりもはるかに高速に実行されるコンパクトで短いトランザクションである。 線形時間および二次時間における強い孤立度を検証するための高効率なアルゴリズムを開発した。 MTCと呼ばれるツールに検証アルゴリズムとMTワークロードジェネレータを実装した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.915794896564817
• License:
• Abstract: Transactional isolation guarantees are crucial for database correctness. However, recent studies have uncovered numerous isolation bugs in production databases. The common black-box approach to isolation checking stresses databases with large, concurrent, randomized transaction workloads and verifies whether the resulting execution histories satisfy specified isolation levels. For strong isolation levels such as strict serializability, serializability, and snapshot isolation, this approach often incurs significant end-to-end checking overhead during both history generation and verification. We address these inefficiencies through the novel design of Mini-Transactions (MTs). MTs are compact, short transactions that execute much faster than general workloads, reducing overhead during history generation by minimizing database blocking and transaction retries. By leveraging MTs' read-modify-write pattern, we develop highly efficient algorithms to verify strong isolation levels in linear or quadratic time. Despite their simplicity, MTs are semantically rich and effectively capture common isolation anomalies described in the literature. We implement our verification algorithms and an MT workload generator in a tool called MTC. Experimental results show that MTC outperforms state-of-the-art tools in both history generation and verification. Moreover, MTC can detect bugs across various isolation levels in production databases while maintaining the effectiveness of randomized testing with general workloads, making it a cost-effective solution for black-box isolation checking.
• Abstract（参考訳）: トランザクション分離の保証は、データベースの正確性に不可欠である。 しかし、最近の研究により、プロダクションデータベースにおける多数の分離バグが明らかになった。 アイソレーションチェックの一般的なブラックボックスアプローチは、大規模で並列化されたランダム化されたトランザクションワークロードを持つデータベースを強調し、結果の実行履歴が特定のアイソレーションレベルを満たすかどうかを検証する。 厳密なシリアライザビリティ、シリアライザビリティ、スナップショット分離といった強力な分離レベルに対して、このアプローチは、履歴生成と検証の両方において、重要なエンドツーエンドチェックオーバーヘッドを発生させることが多い。 ミニトランザクション(MT)の新たな設計を通じて,これらの非効率性に対処する。 MTはコンパクトで短いトランザクションで、一般的なワークロードよりもはるかに高速に実行される。 MTのリード・モーフィズ・ライト・パターンを活用することで,線形時間および二次時間における強い孤立度を検証するための高効率なアルゴリズムを開発した。 その単純さにもかかわらず、MTは意味的に豊かであり、文献に記述されている共通の孤立異常を効果的に捉えている。 MTCと呼ばれるツールに検証アルゴリズムとMTワークロードジェネレータを実装した。 実験の結果,MSCは履歴生成と検証の両方において最先端のツールよりも優れていた。 さらに、MSCは一般的なワークロードによるランダム化テストの有効性を維持しながら、プロダクションデータベースのさまざまな分離レベルにわたるバグを検出することができるため、ブラックボックスアイソレーションチェックのコスト効率が向上する。

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