闪存数据库日志技术.ppt

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1、闪存数据库日志技术2011-04-22大纲总结基于链表的日志技术——LB-Logging基于地址的日志技术——HV-Logging研究动机及相关工作闪存的基本结构及特性闪存的优越性及广泛应用能量消耗小小巧轻便读写速度快无机械延迟高抗震性非易失性闪存闪存的基本结构2KBytes64Bytes页寄存器闪存芯片组成1芯片=若干块1块=64页闪存特性读写速度不一致重写之前先擦除没有机械延迟有限擦除次数闪存特性介质随机/连续访问速度读操作写操作磁盘4.3-12.34.5-10.0闪存1.1-1.22.4-14.2闪存的随机访问与连续访问的速度差异5闪存特性闪

2、存中的读写速度不对称介质读操作写操作擦除操作磁盘12.7ms(2KB)13.7ms(2KB)N/A闪存80μs(2KB)200μs(2KB)1.5ms(128KB)6闪存特性在闪存中，重写之前必须先擦除异地更新DiskFlash闪存中常采取异地更新的方式来避免频繁的擦除操作7大纲总结基于链表的日志技术——LB-Logging基于地址的日志技术——HV-Logging研究动机及相关工作闪存的基本结构及特性数据文件传统数据库日志文件索引文件元数据文件磁盘闪存数据库面临的挑战闪存数据库闪存HV-recovery：AHighEfficientRecover

3、yTechniqueforFlash-basedDatabase研究动机A.v1（T1，start）（T1，B，v’）（T2，start）将Undo日志直接应用在闪存数据库中存在的问题Undo日志HV-recovery：AHighEfficientRecoveryTechniqueforFlash-basedDatabase（T1，start）（T1，B，v’）（T2，start）（T1，A，v1）Undo日志A.v1A.v2将Undo日志直接应用在闪存数据库中存在的问题研究动机HV-recovery：AHighEfficientRecoveryT

4、echniqueforFlash-basedDatabase（T1，start）（T1，B，v’）（T2，start）（T1，A，v1）（T1，rollback）Undo日志A.v1A.v2A.v1研究动机将Undo日志直接应用在闪存数据库中存在的问题相关工作—IPLS.W.Lee,andB.Moon. DesignofFlash-BasedDBMS:AnIn-PageLoggingApproach. SIGMOD2007数据库缓冲区in-memorydatapage(8KB)in-memorylogsector(512B)闪存logarea(8K

5、B):16sectorsEraseunit(Block):128KB15datapages(8KBeach)….….….…………相关工作—FlashLoggingShiminChen.FlashLogging:ExploitingFlashDevicesforSynchronousLoggingPerformance.SIGMOD'09.日志缓冲区RequestqueueWorkerWorkerWorker……LSN：LogSequenceNumber闪存数据库中日志设计思路读速度比写速度快考虑用较多的读操作来减少写操作随机和连续访问速度相似可以用

6、随机读来代替连续读闪存要求重写之前擦除利用天然存在的历史版本的数据无机械延迟异地更新闪存寿命有限，不可无限制的擦除尽量减少写操作，间接减少擦除读写速度不一致擦除次数有限将日志文件由顺序结构转变成链表结构对数据的历史版本地址记日志大纲总结基于链表的日志技术——LB-Logging基于地址的日志技术——HV-Logging研究动机及相关工作闪存的基本结构及特性HV-recovery：AHighEfficientRecoveryTechniqueforFlash-basedDatabaseHV-Logging的主要思想Transaction_IdElem

7、entAddressListT1BeginNULLT1XP(X’)T2AP(A’)T1DNULLT1BP(B’)T1BDeleteT2YP(Y’)T1XP(X’’)T1RollbackNULL………随着事务不断地对数据库进行操作，日志管理器按顺序不断加入新的日志记录；如果一个事务的提交日志写入日志文件中，则会对该事务的所有旧版本数据标识为垃圾数据，等待FTL层的回收；恢复时，恢复管理器从日志文件的尾部向头部扫描，并且逐一按照数据历史版本的地址进行恢复日志文件记录版本地址信息而取代值信息日志文件的存储日志文件本身并不适合于使用闪存存储大量的擦除操作降

8、低了闪存的使用寿命日志量大闪存擦除次数有限事务回滚率低日志快速失效日志文件存在磁盘上以延长闪存寿命数据文件存在闪存上以利用