时间：2022-11-03 18:30:01 | 来源：信息时代
时间：2022-11-03 18:30:01 来源：信息时代
内存数据库技术 : 与传统的常驻磁盘数据库(disk-resident database,DRDB)不同的、基于内存的一种数据库管理技术。
1. 数据存储
数据库的内存版本是系统的“工作版本”,其中的数据可被事务直接存取。这对原有的技术带来新的挑战,如:
(1)数据的存取与计算/处理都在内存,其速度在同一数量级,传统的算法还适用吗?
(2) 内存数据是易失的(volatile),怎么办?
(3) 内存按字节或字编址存取,而不是磁盘的块存取,如何处理?
(4) 内存可直接存取,因而更易于受到来自程序错误的直接数据破坏,怎样保护?
2.算法设计目标
DRDB的I/O是系统的“瓶颈”,系统的算法设计目标是最少的I/O和最大的磁盘空间利用率。而对于MMDB,I/O已不再是“瓶颈” ,在“时-空”矛盾的处理上,空间应是第一位的,系统的算法设计目标应是CPU和内存空间的高效使用。
3. 并发控制
在DRDB系统中,一个数据的封锁开销远远小于它的处理开销,因此,为了提高事务的并发度,系统都采用较细粒度锁(如属性级)的策略。这使并发控制机构较为复杂,要设置大量的锁装置来标识那些当前被封锁的数据,同时还要大量锁的检测,锁的开销很大,会导致事务的服务性能下降,使系统的总体性能受到影响。现在,数据封锁与处理的代价是同一数量级的,同时由于内存的存取快,事务的执行时间相对DRDB则大大缩短,锁的占有时间也相应地大大缩短,因此,研究MMDB的并发控制策略具有重要意义。
4.数据组织
传统的数据结构与存取策略旨在减少I/O代价,现在对事务而言,I/O已基本消除,故原有的数据结构与存取策略对MMDB可能已不再适用。例如,在DRDB中,顺序存取的速度远远高于随机存取,因此常用“记录集群”技术,但“集群”造成许多不能使用的存储“孔洞”。对MMDB来说,随机存取同样高效,而存储空间却极其宝贵。另外,像B-树或B+-树的优点(对磁盘的快速存取)对内存而言已不突出,但其较低的空间利用率(结点的装填度一般仅60%左右)的缺点对内存空间极为宝贵的MMDB来说是不可接受的。所以,对MMDB应开发适合于数据的直接地址访问特征和节省空间的数据结构与存取方法。
5. 查询与事务处理
DRDB的查询处理及优化主要是针对I/O代价的,块内的查找开销则无关紧要。对于MMDB,其查询处理算法的目标则是极力减少比较次数。在对待临时结果上,DRDB是尽量使用大缓冲区或内存物化,以空间来换时间,而MMDB则相反。MMDB的优化主要考虑两个方面: ①事务级优化: 优化的时间可能是其响应时间的主体,故要开发新的“最佳”标准与策略;②系统级优化: 事务时间可能大部分花在DBMS的系统开销上,如提交处理、并发控制、完整性和安全性检验等,故需优化DBMS本身的功能结构,以提高事务的处理效率。
6. 恢复
MMDB存在的致命性问题就是内存的易失性,再加上它更易由受到OS或应用软件的直接伤害,故对MMDB系统而言,恢复比DRDB系统更为重要。另外,MMDB系统恢复的对象是内存而不是磁盘; 恢复的方针是可部分(或优先)恢复而不是全部恢复; 恢复的工作量或频度显然要多得多。
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