浅谈内存数据库存储及索引技术研究

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1、重庆大学硕士学位论文内存数据库存储及索引技术研究姓名：肖富平申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：罗军20090518重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要MMDB(内存数据库)的研究近年来一直是国内外数据库领域研究的热点。内存数据库在对实时性要求高的领域扮演了重要的角色。随着内存价格不断走低，存储芯片的集成度越来越高，在内存中存储越来越大的数据库变得可行。这使得内存数据库(MMDB)变得更加实用。内存数据库因为其快速的数据访问能力，使其能比磁盘数据库(DRDB)更适合于需要快速响应和高事务吞吐量的应用环境。对于那些需要在严格要求的时

2、间段内完成事务请求的实时应用系统，和需要支持大数据量并发访问的高性能事务处理平台来讲，内存数据库都是一个理想的选择。本文深入分析了内存数据库和磁盘数据库的差异，突出了内存数据库的自身特点，从数据结构和算法两个方面考虑了内存数据库管理系统实现方式，着重考察了内存数据库的存储技术和缓存优化技术。本文首先介绍了内存数据库的应用背景和研究意义，内存数据库主要应用于一些时效性要求比较高的实时应用环境。接着给出了内存数据库的概念，定义，与传统磁盘数据库的比较，内存数据库的优势，研究的难点和重点，同时介绍了内存数据库的研究现状，为下文的研究做铺垫。在内

3、存数据库存储方面，文中详细探讨了数种在MMDB系统中可以使用的存储模型，并列举出他们各自的不足之处，尤其在MMDB系统要求处理器缓存操作高效率的前提下，这些存储模型的性能缺陷。随后，文中提出“混合存储模型”，该存储模型通过在页面内将相同属性的值分组存放来提高缓存性能，能更好的满足MMDB系统对处理器缓存操作效率的要求，提供更好地存储和操作性能。对于MMDB的索引结构。文中列举了现今在MMDB系统中所使用的树型索引结构，并重点研究这些索引在CPU缓存利用方面的问题。在此基础上，提出了“缓存敏感HT(Hash&Tree)树”。它将传统的树状索

4、引和Hash方法相结合，不仅考虑到缓存失配对系统性能的影响，同时也考虑到TLB失配的因素，利用其结构上的优化设计，相比其他的缓存敏感索引能够提供更好的缓存操作性能。在本章中，还对相关的内存索引进行了统一的建模，分析各索引的相关性能，经过分析，证明了HT树能达到更好的缓存优化性能。论文的最后，展望了MMDB系统的未来发展方向。关键字：内存数据库，存储，缓存，索引重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTInrecentyears，theMMDB(MainMemoryDatabase)becomesahotareaofresearchint

5、hedatabaseathomeandabroad．TheMainMemo巧Databaseplaysanimportantroleintheareaofreal-timeapplication．Withthepriceofthememorybecominglower,theintegrationofchipshasimprovedmoreandmore．Itisfeasibletostorelargerdatabaseinmainmemory．Thismakesmainmemorydatabase(MMDB)becomingmorepr

6、actical．Becauseofitsrapiddataaccessingability,themainmemorydatabaseismuchmoresuitableforrapidresponseareaandhi曲-throughputapplicationsthanthediskdatabase(DRDB)．Forthoseapplicationswhichneedtobeaccomplishedinastricttimeperiodandwhichneedtosupportconcurrencyoflargeamountofl

7、ligh-performancetransactionprocessingplatform．Themainmemorydatabaseisanidealchoice．Thispaperdeeplyanalyzesthedifferencebetweenmainmemorydatabaseanddiskdatabase，highlightingthecharacteristicsofthemainmemorydatabase．Fromaspectsofthedatastructureandalgorithm，thispaperfocuses

8、onstudyofthememorydatabasestoragetechnologyandcachememoryoptimizationtechnology．Inthispaper,thef