基于开放通道固态硬盘的内存数据库持久化优化研究

发布时间：2022-07-19 14:45

　　内存数据库将数据常驻在主存中,以优越的性能,在实时数据库领域应用广泛。Redis是一个开源、支持网络、高性能、可基于内存亦可持久化的键值（Key-Value,K-V）数据库。当前使用Redis往往要进行RDB（Redis DataBase）或AOF（AppendOnly-File）持久化以保证数据可靠地存储在外存设备中,而持久化过程又会反作用数据库,影响数据库的性能。其中,AOF的读写性能和保存频率更会直接影响Redis的实时响应速度。针对Redis数据库的性能和数据持久化开销的矛盾,提出基于开放通道固态硬盘（Open-channel SSD,OC-SSD）的Redis高效可靠的持久化方案（OC-Redis）。应用程序直接读写开放通道固态盘,绕过文件系统和通用块层,以缩短数据库持久化和加载的I/O路径,提高读写性能。同时,设计了数据地址映射,并实现开放通道固态盘的空间管理和垃圾回收。为均衡RDB和AOF两种持久化模式对硬件不同的损耗速率,实现了块级别的磨损均衡方法。针对AOF的高频率数据保存操作对数据库性能的影响问题,提出链式存储AOF数据块的策略,合并元数据和数据存储。该策略每次持久... 

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本课题主要工作
    1.4 论文结构
2 基于开放通道固态硬盘的Redis持久化方案设计
    2.1 内存数据库Redis持久化问题
    2.2 开放通道固态盘的使用方案分析与选择
    2.3 基于开放通道固态硬盘的持久化方案设计
    2.4 开放通道固态盘的管理
    2.5 本章小结
3 AOF持久化策略优化
    3.1 AOF的数据丢失概率与开销分析
    3.2 AOF持久化的性能优化
    3.3 数据丢失概率分析
    3.4 本章小结
4 基于开放通道固态盘的Redis持久化实现
    4.1 系统初始化
    4.2 持久化层实现
    4.3 开放通道固态硬盘管理模块
    4.4 本章小结
5 测试与分析
    5.1 测试环境
    5.2 系统性能测试分析
    5.3 数据丢失概率与磨损均衡分析
    5.4 本章小结
6 总结和展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]Redis数据库可靠性与自适应持久化改进方案[J]. 余景寰,李贞昊.  信息系统工程. 2017(02)
[2]Redis基于RDB+AOF的数据恢复策略研究[J]. 张文帅.  电脑知识与技术. 2016(14)
[3]Redis数据库特性分析[J]. 马豫星.  物联网技术. 2015(03)
[4]Redis在高速缓存系统中的应用[J]. 曾超宇,李金香.  微型机与应用. 2013(12)
[5]闪存磨损均衡算法综述[J]. 黄德才,邢春波,吕莲.  浙江工业大学学报. 2009(01)



本文编号：3663607