基于硬件事务内存的内存计算系统可扩展性研究

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1、万方数据ImprovingtheScalabilityofIn-·MemoryComputingSystemsUsingTransactionalMemoryUsing1ransactlonalemoZhaoguoWangSupervisor：Prof．BinvuZang，一SchoolofComputerScience，FudanUniversityApril2014SubmittedintotalfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofPh．D．inCompu

2、terArchitecture万方数据指导小组成员臧斌宇教授陈海波教授张为华副教授万方数据论文独创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名：论文使用授权声明本人完全了解复旦大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其

3、它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名：主缉越导师签名：‘期：型幺』!盥万方数据目录摘要Abstract第一章绪论目录IXVXⅥIl1．1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1I．1．I内存计算背景．．1．1．2内存计算可扩展性1．1．3硬件事务内存．．1．2国内外相关研究1．2．I可扩展性相关研究1．2．2硬件事务内存相关研究．．．．．．．1．2．3内存计算系统的高可靠性1．3本文工作．．．．．．．．1．3．1之前研究的不足1．3．2本文的主要贡献1．

4、3．3本文组织结构．．第二章受限事务内存2．I引言’．．2．2背景知识2．2．IRTM编程接口．2．2．2RTM基本原理2．2．3RTM主要的局限性235678mbBMbM万方数据2．2．4RTM与锁机制的结合，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．172．3RTM的特性研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．172．3．1研究环境和方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．172．3．2事务执行时间．．．．．．．．，．．．，．．．．．．．，．．．．182．3．3事务访存大小．．

5、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．182．3．4事务的访存模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．212A小结．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．22第三章使用RTM构建高可扩展键值存储3．2使用RTM并行化数据结构方法的探究．．．．．．．．．．．．．．．253．2．1跳表的基本介绍．．．．．．．．．．．．．．，．．．，．．．，263．2．2传统的并发实现方法，．．．，．．．，．3．2．3使用RTM实现并行跳表的基本算法．．．3．2．4事务工作集大小对系统

6、的影响．．．．．．3．2，5编译环境的影响．．．．．．．．．．，．。．．．3．2．6RTM事务回退路径实现．．，3．2．7不同并行算法的比较．．．．．．．3．2．8基于RTM构建并行数据结构的关键技术3．3基丁8+树的高可扩展键值存储。．．．．．．．3．3．1基本介绍3．3．2使用RTM实现并发操作．3．3．3性能评测．．．．．．．．．3．4基于散列表的高可扩展键值存储。．。3．4．1基本介绍．．．．．．．．．．．卯勰丛如皿驺站弘站弘卯万方数据3．4．2使用RTM实现并发操作．．．．．．．．．．．．．．．．

7、．．．383．4．3性能评测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．383．5基于布谷鸟散列表的高可扩展键值存储．．．．．．．．．．．．．．．393．5．1基本介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．393．5．2使用RTM实现并发操作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．柏3．5．3性能评测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4l3．6小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4l第四章基于RTM构建高可扩展内存数据库4．1引言

8、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．434．2系统总体架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．454．3记录存储层．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．464．4事务协议层．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．474．4．1记录元数据的格式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．484．4．2事务协议基本算法．．．．．．