內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)及索引技術(shù)研究.pdf

1、MMDB(內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù))的研究近年來(lái)一直是國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)在對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的領(lǐng)域扮演了重要的角色。隨著內(nèi)存價(jià)格不斷走低，存儲(chǔ)芯片的集成度越來(lái)越高，在內(nèi)存中存儲(chǔ)越來(lái)越大的數(shù)據(jù)庫(kù)變得可行。這使得內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)(MMDB)變得更加實(shí)用。內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)因?yàn)槠淇焖俚臄?shù)據(jù)訪問(wèn)能力，使其能比磁盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)(DRDB)更適合于需要快速響應(yīng)和高事務(wù)吞吐量的應(yīng)用環(huán)境。對(duì)于那些需要在嚴(yán)格要求的時(shí)間段內(nèi)完成事務(wù)請(qǐng)求的實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，和需要支持大數(shù)據(jù)量并發(fā)

2、訪問(wèn)的高性能事務(wù)處理平臺(tái)來(lái)講，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)都是一個(gè)理想的選擇。本文深入分析了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)和磁盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)的差異，突出了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的自身特點(diǎn)，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法兩個(gè)方面考慮了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式，著重考察了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)技術(shù)和緩存優(yōu)化技術(shù)。
　　 本文首先介紹了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用背景和研究意義，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)主要應(yīng)用于一些時(shí)效性要求比較高的實(shí)時(shí)應(yīng)用環(huán)境。接著給出了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的概念，定義，與傳統(tǒng)磁盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)的比較，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)，研究的難點(diǎn)

3、和重點(diǎn)，同時(shí)介紹了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的研究現(xiàn)狀，為下文的研究做鋪墊。在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方面，文中詳細(xì)探討了數(shù)種在MMDB系統(tǒng)中可以使用的存儲(chǔ)模型，并列舉出他們各自的不足之處，尤其在MMDB系統(tǒng)要求處理器緩存操作高效率的前提下，這些存儲(chǔ)模型的性能缺陷。隨后，文中提出“混合存儲(chǔ)模型”，該存儲(chǔ)模型通過(guò)在頁(yè)面內(nèi)將相同屬性的值分組存放來(lái)提高緩存性能，能更好的滿(mǎn)足MMDB系統(tǒng)對(duì)處理器緩存操作效率的要求，提供更好地存儲(chǔ)和操作性能。對(duì)于MMDB的索引結(jié)構(gòu)。文中列

4、舉了現(xiàn)今在MMDB系統(tǒng)中所使用的樹(shù)型索引結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)研究這些索引在CPU緩存利用方面的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，提出了“緩存敏感HT(Hash& Tree)樹(shù)”。它將傳統(tǒng)的樹(shù)狀索引和Hash方法相結(jié)合，不僅考慮到緩存失配對(duì)系統(tǒng)性能的影響，同時(shí)也考慮到TLB失配的因素，利用其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計(jì)，相比其他的緩存敏感索引能夠提供更好的緩存操作性能。在本章中，還對(duì)相關(guān)的內(nèi)存索引進(jìn)行了統(tǒng)一的建模，分析各索引的相關(guān)性能，經(jīng)過(guò)分析，證明了HT樹(shù)能達(dá)到更好的緩存