浅议内存数据库中数据恢复技术的研究与实现

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1、硕士学位论文论文题目直在麴握廑史錾据这复披丕数婴冠皇塞塑作者姓名隆塞蕉．指导教师睦丢到副熬援垒波副教援学科(专业)盐篡褪廛疆接本所在学院让箕扭拱堂皇拉盔堂院提交日期三QQ峦生三旦獬④摘要随着硬件工艺的不断提高，内存越来越便宜存储容量越来越大，这使得将整个数据库放在内存中成为了可能；而且有很多应用需要快速的响应时间和大的吞吐率。正是由于这样需求的推动和硬件条件的保障促使了近年来内存数据库(MMDB)领域研究的飞速发展。在MMDB中，整个数据主版本放在内存中，这必然比传统的磁盘数据库更加容易崩溃、丢失数据，因此其恢复管理子系统就显得格外重要。本文主

2、要关注MMDB中恢复系统技术的研究，并且详细介绍了自主研发的内存数据库OTBMMDB中恢复系统的实现。本文先给出了内存数据库的定义，并且将它与传统的磁盘数据库做了方方面面的对比。然后对目前内存数据库的技术分多个方面做了概括性介绍，并且扼要介绍了OTB_MMDB的总体设计框架。接着则对MMDB恢复模块分为logging，checkpointing和reloading三个部分详细讨论，讲述了包含WAL(WriteAheadLogging)协议、LAW(LoggingAfterWriting)协议在内的多种日志登记规则，描述了多种检查点算法，包括模糊

3、检查点算法、黑白点算法、Copy—on—Update算法等。最后讲解OTB_MMDB中的恢复系统的实现，并讨论了其中一些优化系统性能的措施。关键词：内存数据库，日志规则，检查点，黑臼点算法，Copy—on—Update算法AbstractInaMainMemoryDambase(MMDB)theprimarycopyofthedatabaseresidesinvolatilemainmemory．ThisnlakesMMDBsystemsmorevulnerabletofailurescomparedtothetraditionalDiskRe

4、sidentDatabases∞RDB)．Abackupcopyofthedatabaseismaintainedinsecondarystorageforrecoverypurposes．Recoveryactivitieslikelogging，checkpointingandreloadingareusedtorestorethedatabasetoaconsistentstateafterasystemcrashhasoccurred．Inthispaper,wefocusOiltwopoints．FirstlyweexamineMMD

5、Blogging，checkpointingandreloadingactiveities．Secondly，weimplementarecoveryschemewithtransactionconsistentcheckpointingforamainmemorydatabase．Keywords：mainmemorydatabases，logging，checkpointing，recovery21．1背景介绍第一章绪论1．1．1什么是内存数据库内存数据库还是一个较新的研究领域，目前对内存数据库尚无统一的定义。对于什么是内存数据库，有着几中

6、说法：观点一：整个数据库全部驻留内存，数据存取无需YO操作。观点二：数据库常驻磁盘，在事务执行前将所需数据集调入内存，提交时所有对数据库的修改必须写回磁盘。观点三：数据库常驻磁盘，在内存中开辟一个大缓冲区，通过适当的缓冲管理以减少I，O操作。目前，大多数内存数据库都是基于第一种观点的。然而在很多现实应用中，往往难以保证内存总是能够容纳整个数据库。因此，数据库的定义必须包含内存不足以容纳整个数据库的情形。而第二、三两种观点下的数据库本质上无异于常规磁盘数据库，只不过改变了数据调入内存的时机、增大了缓冲区的容量，不能称为内存数据库。判断一个数据库是

7、否为内存数据库的标准应该取决于其数据库的主拷贝是否常驻内存，而不能只看内存的大小和存取数据所需的I，O次数及数据调入内存的时机。一般，对内存数据库的定义如下：定义1设有数据库DB，TS为所有事务构成的集合。VTeTS，D(D为T的操作数据集(D(Dc_DB)，DBM(t)是t时刻DB在内存中的数据集(DBM(t)_cDB)，AT(t)是t时刻的活动事务集，AT(t)_TS。若在任一时刻t，均有VTeAT(t)D(D￡DBM(t)成立，则称DB为一个内存数据库，间称为MMDB。直观的说，MMDB就是指数据库的“工作版本”(当然也可以是整个数据库)

8、常驻内存，任何一个事务在执行过程中没有与内外存间的数据YO。显然，它需要一定的内存容量，至少能容纳一个事务所要求的数据集，但并不一定需要容纳整个数据库