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存储区数据恢复及其实现机制研究

[收录:2013-09-04] [作者:陈宇 范文飙] [服务:论文代写代发] [字体: ]
内容摘要:存储区数据恢复及其实现机制研究,摘 要 针对一个支持主动实时事务的内存数据库管理系统ARTsMMDBS,讨论内存数据库的恢复处理及其实现机制,其内容包括事务提交和日志管理的恢复处理机制、检验点算法及故障恢复与重装算法等。用“影子内存工作区”兼做“影子”和“日志”,在事务提交时,采用“日志驱动”修改数据库的方法,既节省了内存空间,又简化了Abort处理。检验点及恢复与重装算法,把大量的恢复活动分离开来,尽量与事务处理并行执行,为内...

存储区数据恢复及其实现机制研究,摘 要 针对一个支持主动实时事务的内存数据库管理系统ARTsMMDBS,讨论内存数据库的恢复处理及其实现机制,其内容包括事务提交和日志管理的恢复处理机制、检验点算法及故障恢复与重装算法等。用“影子内存工作区”兼做“影子”和“日志”,在事务提交时,采用“日志驱动”修改数据库的方法,既节省了内存空间,又简化了Abort处理。检验点及恢复与重装算法,把大量的恢复活动分离开来,尽量与事务处理并行执行,为内存数据库的高效实现提供了有力支持。本文由教育大论文下载中心WwW.JiaoYuDa.CoM整理

主题词 数据库;数据恢复;检验点;重装

内存数据库(MMDB)把数据库的主拷贝(即“工作版本”)常驻在内存[1],使系统性能得到了极大的提高。但是,由于所有操作直接作用于内存中的数据库主拷贝上,数据库极易受到操作系统和应用软件错误造成的破坏,因此MMDB的恢复技术如备份、检验点(Checkpoint)和重启动(restart)等都较常规的磁盘数据库(DRDB)复杂。而且,数据库恢复所包含的IO操作(如做日志、备份等)在事务运行不需要IO操作的内存数据库系统中也显得极为突出。因此,内存数据库的恢复机制对系统性能有重要的影响作用,内存数据库的恢复较之传统的磁盘数据库的恢复要复杂得多,也关键得多。

数据恢复是内存数据库可靠、实用的关键,恢复技术的研究已成为MMDB研究领域最热门的课题。人们从体系结构、事务提交、日志系统到备份、检验点算法等各个方面进行了大量的研究和探索。日志管理是内存数据库恢复机制中至关重要的一环。由于内存有易失性,日志最好保存于另一稳妥的介质上(如磁盘、非易失内存等),而对日志的IO操作又将在某种程度上影响MMDB的性能,可能成为瓶颈影响系统的事务吞吐量。为此,人们研究了各种各样的解决办法,比如构造非易失内存用于保存部分日志;采用“成组提交”的技术[2]来解决日志瓶颈问题等等。在检验点方面,为了提高系统效率,通常力图使检验点操作和事务处理同时进行。为了提高速度指标和综合性能,MMDB系统往往利用附加的硬件设备如非易失内存、专用的日志处理器、检验点处理器等来支持高效、快速的数据恢复。

本文针对一个支持主动实时事务[3]的内存数据库管理系统ARTsMMDBS,从内存数据库的特性出发,对日志管理、事务提交、检验点算法及恢复处理等方面进行了研究和探讨,介绍了一种合理可靠的内存数据库恢复机制。

1 事务的提交处理和日志管理

在支持主动实时事务的内存数据库管理系统ARTsMMDBS中,对每个活动事务Ti,系统为之分配一个“影子内存工作区”WAi,它兼有人们通常使用的“影子内存”和日志的双重作用。在事务Ti进入提交状态之前,它并不真正修改数据库(MDB),只是将其要对MDB所作的修改记录到相应的影子内存工作区中,当Ti进入提交状态时,由提交处理根据WAi 中的记录对MDB作相应修改。我们称这种修改为“日志驱动修改”[4]。当某一事务Tj由于某种原因夭折时,只需释放其相应的影子内存工作区WAj即可,而无需对数据库进行UNDO操作。这样,不仅可以大大节省内存空间,同时也简化了Abort(夭折)处。

ARTsMMDBS中事务的执行模型和恢复机制如图1所示。在该模型中,事务可以有如下4种状态:

 

1)活动状态——处于BEGIN(开始)和COMMIT(提交)之间。处于该状态的事务称为活动事务。

2)提交状态——完成了提交处理。此时的事务称为已提交事务。

3)夭折——事务的执行失败。该类事务称为夭折事务。

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