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实时内存数据库关键技术的研究与实现

薛竹飙  
【摘要】: 随着计算机在社会各个领域的广泛应用,在非传统工程和时间关键型需求面前,传统数据库已不能满足要求。为此,将数据库系统和实时系统结合,出现对数据管理满足正确性和时限性的实时数据库。伴随半导体工艺的飞速发展,内存容量越来越大,将数据存放于内存加快访问速度的内存数据库普遍成为实时数据库的底层实现。 因为实时限制的要求和内存不同于磁盘的存储特性,实时内存数据库在设计实现时与传统数据库存在较大差别。本文主要对实时内存数据库的空间管理、加载及同步、并发控制三个关键技术进行了研究设计,给出电信系统内的应用实现,从索引、同步和事务三方面进行性能测试,并比较分析了测试结果。 空间管理中,首先归纳出三类核心对象,提出基于对象的组织结构,然后给出各类型索引实现并加以优化,将记录操作分为两个层次给出记录操作流程,并提出内存动态管理时带有反馈机制的内存池分配法。 加载和同步时,选用具备缓冲队列的线程池模型来提高处理性能。启动加载采用基于关系主键的分阶段方法;对实时加载结合数据完整性进行考虑;在内存库和物理库之间同步中,分别给出它们的同步模型和操作流程,实现数据的一致性维护。 并发控制中,阐述了可推测并发控制中冲突、选择和提交的处理规则,最后对不同条件下并发控制进行比较,提出了短事务串行处理和动态多粒度锁的设计。


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