內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)(MMDB)是近年來(lái)發(fā)展較為迅速的一種數(shù)據(jù)技術(shù)。由于目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)的發(fā)展，對(duì)于數(shù)據(jù)的響應(yīng)速率提出了越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)無(wú)法滿足一些新型業(yè)務(wù)的要求，同時(shí)硬件技術(shù)的發(fā)展降低了內(nèi)存的制造成本，為內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)提供了可行性。目前已經(jīng)研發(fā)出了許多以內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，并發(fā)揮著良好的作用。NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)在于其快速的讀寫能力以及強(qiáng)大的擴(kuò)展性，非常適合于大數(shù)據(jù)處理以及分布式系統(tǒng)。但同時(shí)NoSQL數(shù)

2、據(jù)庫(kù)也存在一些缺陷， NoSQL弱化了事務(wù)的ACID特性，所以無(wú)法支持像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)那樣強(qiáng)大的事務(wù)特性。而大部分NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)都是基于KV模式，所以范圍查詢效率不高。此外各大NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)采用的語(yǔ)法不同，并且不支持SQL語(yǔ)言。
　　基于上述情況，本文將圍繞內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的一些關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究，主要研究數(shù)據(jù)庫(kù)的索引技術(shù)、事務(wù)及并發(fā)控制技術(shù)，并將此應(yīng)用于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。本文的具體研究工作如下:
　　(1)分析對(duì)比主流的數(shù)據(jù)庫(kù)索引技

3、術(shù)，受字符串后綴數(shù)組的啟發(fā)，提出一種基于后綴數(shù)組的字符串B+樹(shù)索引，該索引在現(xiàn)有的B+樹(shù)架構(gòu)上引入了字符串后綴數(shù)組，很大程度上提高帶有前后百分號(hào)的字符串模糊匹配效率，而在傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，該操作通常都是基于全表遍歷。
　　(2)針對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)在處理樹(shù)狀數(shù)據(jù)方面的缺陷，提出一種Hash索引和二叉樹(shù)索引相結(jié)合的HB樹(shù)索引，該索引具有很高的向上遍歷和向下遍歷效率，可以迅速的訪問(wèn)樹(shù)狀數(shù)據(jù)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。同時(shí)該索引可以與數(shù)據(jù)庫(kù)中的其他索

4、引相結(jié)合從而進(jìn)一步提高查詢效率，該索引技術(shù)提高了數(shù)據(jù)庫(kù)在文件系統(tǒng)當(dāng)中的性能。
　　(3)在事務(wù)與并發(fā)控制方面利用數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有的回滾區(qū)，提出一種回滾區(qū)與時(shí)間戳相結(jié)合的并發(fā)控制策略。該策略可以使讀操作不需要加鎖，從而提高數(shù)據(jù)庫(kù)的讀并發(fā)性，并簡(jiǎn)化了加鎖策略。同時(shí)基于該策略實(shí)現(xiàn)了以內(nèi)存塊為單位的異步增量持久化技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)庫(kù)的持久化性能。
　　(4)在研究數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并且開(kāi)發(fā)了一款小型的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)采用C++語(yǔ)