基于Redis的高性能数据库引擎的研究和实现

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1、基于Redis的高性能数据库引擎的研究和实现作者姓名王宇净指导教师姓名、职称鲍亮副教授申请学位类别工学硕士万方数据万方数据学校代码10701学号1403121732分类号TP311密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于Redis的高性能数据库引擎的研究和实现作者姓名：王宇净一级学科：软件工程二级学科：软件工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：鲍亮副教授学院：计算机学院提交日期：2017年5月万方数据万方数据ResearchandImplementationofHighPerformanceDatabaseEngineBasedonRedisAthesissubmittedtoXIDI

2、ANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByWangYujingSupervisor:BaoLiangAssociateProfessorMay2017万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或

3、其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本

4、人签名：导师签名：日期：日期：万方数据万方数据摘要摘要随着互联网技术的快速发展，Web应用产生的数据量呈指数级增长，非结构化数据充斥着整个网络平台，大数据处理吸引了越来越多的关注。面对数据量的大幅增加，以及对数据库的高效存储，不同类型、结构数据的管理，高可靠性、可扩展性、高吞吐等需求，关系型数据库面临巨大的压力。为解决海量非结构化数据的存储、查询问题，NoSQL数据库应运而生。对于数据库使用者，希望可以使用NoSQL数据库存储数据，使用标准SQL语言操作数据库，不需要学习不同数据库的不同操作。针对上述问题，为满足用户多方面的需求，降低NoSQL数据库的使用门槛，屏蔽应用中底层数据库的类别，

5、利用统一规范的SQL语言来操作没有统一标准语言的NoSQL数据库，本论文提出了构建基于Redis的高性能数据库引擎，研究设计的过程中，主要的研究内容有：（1）提出关系存储到Key-Value存储的存储映射模型。比较了关系存储模型和Key-Value存储模型的差异，充分利用Redis中的存储结构，将关系数据库中的表定义信息、表数据、表之间关系，进行映射存储，多方位组合使用Hash、Set数据结构，以完成存储模型的映射。（2）设计了标准SQL语言操作Redis的操作映射处理过程，并提出条件从句处理算法和多关系连接算法。为使得SQL语句可以操作Redis中数据，对标准SQL操作到Redis中操作

6、设计了映射模型；对SQL语句的条件从句中的查询列创建列索引，对条件从句中多条件结果的逻辑操作处理、多关系的连接操作join，提出相应的处理算法；最后，利用Redis提供的ZSet结构，对查询操作中的分组groupby和排序orderby操作进行处理，进一步实现查询操作的映射过程。（3）验证存储映射模型、SQL操作映射过程的正确性，以及对数据库引擎SQL2Redis的查询性能与MySQL的查询性能进行实验分析与比较。实验选取TPC-H数据集，首先，验证了存储映射模型、操作映射过程的正确性、可行性；然后，通过比较不同复杂度的查询语句的响应时间，对论文的数据库引擎的查询性能与MySQL的查询性能

7、进行比较。实验结果表明，部分查询操作性能更好，部分复杂的查询操作有很大的优化空间。通过本论文的研究，一方面使得用户可以使用SQL语言操作Redis数据库，使用内存计算提升了数据读写效率；另一方面，论文中提出的基于Key-Value存储的多关系连接操作join的实现算法，为非关系型数据库的连接操作方面的研究提供了一定的实际经验。I万方数据西安电子科技大学硕士学位论文关键词：数据库引擎，关系存储模型，Key-Value存储模