基于PostgreSQL的闪存缓冲区置换算法扩展与性能验证

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1、基于PostgreSQL的闪存缓冲区置换算法扩展与性能验证ImplementationandPerformanceVerificationofBufferreplacementalgorithmforflashbasedonPostgreSQLAbstractBufferreplacementalgorithmforflashmemoryisahottopicinrecentyears.However,mostoftheflash-awarebufferreplacementalgorithmsemployasimula

2、tion-basedapproachtomeasuringtheirperformance,whichisnotconvincibleandreasonableinmanycases・Therefore,itisnecessarytodevelopareal-DBMS-basedmethodfortheperformaneetestofflash-baseddatabasealgorithms.Inthispaper,wechoosePostgreSQLasthebaseDBMSandaimatdevelopingane

3、ffectivewaytoconductperformanceanalysisforflash-baseddatabasealgorithms.Inparticular,wefocusonthemethodsandimplementationtechniquestoextendanadded-onbufferalgorithmonPostgreSQL・Toexemplifytheimplementaldetails,wetaketwoflash-awarebufferreplacementalgorithms,namel

4、y,CFLRUandCCFLRU,asexamples.TodemonstratetheeffectivenessofPostgreSQLintheperformanceverificationonflash-baseddatabasealgorithms,weusedarealSSDasstoragedeviceandperformTPC-CbenchmarktomeasuretheperformanceofCFLRUandCCFLRU.Theexperimentalresultsshowthatitisafeasib

5、leandeffectivewaytoextendaflash-awarealgorithmonPostgreSQLandconductperformancemeasurement.Keywordsflashmemory;bufferreplacementalgorithm;PostgreSQL;performanceverification摘要面向闪存的缓冲区置换算法是近年来的一个研究热点。然而目前大多数闪存缓冲区置换算法的性能验证采用了仿真模拟的方式，尚缺乏一种基于实际DBMS的有说服力的统一验证方法.Postgre

6、SQL作为成熟的开源DBMS,为基于实际DBMS的闪存缓冲区置换算法性能验证提供了一种可行的方案。本文重点讨论了在PostgreSQL上扩展闪存缓冲区置换算法的方法和实现技术，并以CFLRU和CCFLRU算法为例，给出了具体的扩展过程。为了证明PostgreSQL在算法性能验证上的有效性，论文以一块实际的SSD为数据存储设备，执行了TPC・C测试，测试结果表明本文给出的基于PostgreSQL的扩展方法可以作为未來验证闪存数据库缓冲区置换算法以及其它类似算法的有效手段。关键词闪存；缓冲区置换算法；PostgreSQL；性

7、能验证1引言近年來，闪存存储设备由于其优良特性，得到了广泛的应用，逐渐成为一种新的重要的二级存储设备。与磁盘读写代价均衡的情况不同，闪存的写代价远远高于读代价。传统的基于磁盘的缓冲区置换算法只考虑命中率的提升，不适合在闪存环境下使用，因此基于闪存的缓冲区置换算法的研究近年來受到了重视，一些面向闪存的缓冲区置换算法被提出。在闪存缓冲区置换算法的研究工作中，算法的性能验证成为当前面临的一个难题。目前最常见的算法性能验证方法是使用软件仿真，该验证方法的优点是较为灵活，绝大多数的算法都可以通过构建仿真环境进行验证。缓冲区置换是系

8、统内部的一个核心模块，其运行涉及系统的很多方面，因此，单纯的仿真验证，其性能缺乏说服力，不同算法的实验结果也难以进行横向比较⑴。更重要的是，仿真实验的准确性和真实性很难保证，因此实验数据上可能会出现偏差，影响验证的结果。针对使用仿真平台验证算法性能所带来的问题。本文提出一种在PostgreSQL上扩展闪存缓冲区置换算