面向共享Cache多核处理器的数据库查询执行优化技术研究

发布时间：2021-09-05 13:07

　　随着硬件技术的飞速发展,内存价格越来越低,大内存容量已成为数据库服务器的标准配置,这在很大程度上缓解了数据库查询执行的磁盘I/O代价,也促进了内存数据库的普及应用,给数据库带来性能提升的同时,也造成了新问题。由于处理器速度增长的速度远大于内存,导致处理器花费大量时间等待数据从内存取到CPU缓存（Cache）,内存访问已经成为数据库查询执行的主要代价之一。与此同时,单核处理器的性能提升空间已经十分有限,导致处理器的发展趋势转向多核处理器,多核处理器已经成为处理器市场的主流,并且得到了飞速发展。同样,多核处理器给数据库带来性能提升的同时也带来了挑战。首先,基于单线程模式的查询执行算法使得数据库不能充分利用多核处理器的并行计算资源,其次,多核处理器的核心间一般共享部分资源,比如Cache和内存带宽,在内存访问成为数据库主要代价的前提下,由于多线程同时访问共享Cache造成的共享Cache访问冲突给数据库性能提升带来了较大负面影响,再次,有限的内存带宽和多核处理器各个核心间的负载不均衡也影响了线程的执行效率。因此如果要充分利用共享Cache多核处理器提升数据库性能,既要从多线程并行执行角度优化... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

SQL执行流程

因此 DRAM 的访问速度已经远远低于处理器1980 20000PeformarcenDRAM SpeedCPU Speed图 1.3 处理器与内存速度差迅速增长的处理器和内存之间的速度差异[46]，目前的的处理器片上 Cache 缓存数据，组成多级缓存体系结能[48]。图 1.4 为典型的多级缓存体系结构，图中缓存主器片上 Cache、内存和虚拟内存，组成的缓存体系为寄-Cache)-二级 Cache(L2-Cache)-物理内存-虚拟内存，上速度则从快到慢。

国防科学技术大学研究生院博士学位论文对 CSS- Tree 性能影响较大，增加或删除节点需要量更新。s[76](Cache-Sensitive B+-tree)既保留了 CSS-Tree 查询 良好的更新性能。如下图所示，CSB+-Trees 只有每续的内存中，组成 node group，每个父节点只需要group，便可以通过偏移量访问其它子节点。其查找则与 B+-Tree 类似。2011年 第04期 信息科技辑

【参考文献】：
期刊论文
[1]Skyline查询处理[J]. 魏小娟,杨婧,李翠平,陈红.  软件学报. 2008(06)
[2]基于遗传算法的多连接表达式并行查询优化[J]. 曹阳,方强,王国仁,于戈.  软件学报. 2002(02)
[3]基于语义和逻辑的分布查询优化[J]. 石树刚,郑振楣,袁明.  计算机研究与发展. 1991(11)



本文编号：3385403