[發明專利]嵌入式內存數據庫的內存頁面管理調度方法

有效

• 申請號: 201110447991.4
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102402622A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 寇立濤;楊經正;陳東;李恒;劉建立
• 申請（專利權）人: 北京人大金倉信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06F12/02
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;郭亞芳

技術領域

本發明涉及一種內存頁面管理調度方法，尤其涉及一種針對嵌入式設備空間有限的主存儲器進行內存頁面邏輯擴展和緩沖管理的方法，屬于數據庫存儲管理技術領域。

背景技術

目前在國內嵌入式內存數據庫市場上占主導地位的嵌入式內存數據庫產品均為進口的國外數據庫產品，譬如Oracle公司的TimesTen、McObject公司的extremedb和Sybase公司的UltraLite等。由于國外嵌入式內存數據庫廠商為了限制核心技術外流，對國內市場只提供最終產品和服務，而對于產品的核心技術資料和源代碼進行嚴密的保護。

國內也存在一些嵌入式內存數據庫產品，但主要都是針對內存模式開發的純內存數據庫系統，并且都是把磁盤文件作為內存數據庫內存鏡像的一個備份文件。系統在運行時只可以將內存數據庫中被改變的數據備份到磁盤文件中，而不能從磁盤文件動態的加載數據到內存數據庫中。這樣會導致容量超過內存幾個數量級的磁盤空間不能在數據庫運行期間被靈活的使用。純內存數據庫的最大限制是創建的數據庫大小最大不能超過內存容量的大小。這在內存比較小的嵌入式設備應用中是非常不利的限制，尤其在需要存儲多媒體數據時數據庫大小很容易超出嵌入式設備內存的容量。

在內存數據庫中數據存儲的基本單位是頁面，空閑頁面管理的好壞，直接關系到系統性能的高低。在數據量大和數據組織形式多的情況下，表現尤其突出。鐘寶榮、袁文亮在《內存數據庫中空閑頁面管理的方法研究》(《計算機工程與設計》2007年第7期)中介紹了針對內存數據庫中空閑頁面的兩種管理方法：可用空間表和位示圖法，并進行了詳細的論述，描述了兩種不同的數據結構，重點對空閑頁面的管理策略進行了討論，對不同系統選擇數據庫管理提供了有效的參考依據。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種嵌入式內存數據庫的內存頁面管理調度方法。

為實現上述的發明目的，本發明采用下述的技術方案：

一種嵌入式內存數據庫的內存頁面管理調度方法，所述內存數據庫的內存空間劃分成以頁為單位的多個塊，且每個頁的大小與數據庫磁盤文件頁的大小完全相同，每個磁盤文件頁與內存頁建立映射，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：系統獲取要讀寫的數據庫文件的偏移量，并進行偏移量與頁號映射。

步驟2：檢測是否有哈希沖突，如果有則進行相應的哈希沖突解決處理；如果沒有則進入下一步驟；

步驟3：檢查內存中是否有可以裝載數據的頁面

如果沒有則根據頁面調度算法從內存中選擇出可以數據交換的內存頁；如果有則進入下一步驟；

步驟5：將新的數據內容寫到內存頁中。

通過本發明可以使嵌入式內存數據庫既能實現接近于全內存數據庫的性能，又可以使數據庫的存儲容量達到磁盤的數據容量，使嵌入式內存數據庫擺脫了嵌入式設備內存資源的限制。并且對用戶不透明，無需用戶管理。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

圖1為本發明的系統框圖；

圖2為頁面管理的框圖；

圖3為文件偏移量到頁號的映射關系示意圖；

圖4為哈希沖突檢測示意圖；

圖5為頁面裝載時沒有空閑頁情況的示意圖；

圖6為從空閑鏈表中刪除最久未被使用的頁的示意圖；

圖7為更新哈希表并清除無效哈希值的示意圖。

具體實施方式

在本發明中，利用了已經被證明了的數據訪問的時間局部性原理和空間局部性原理來解決內存空間不足的問題。此局部性原理在操作系統的虛擬內存實現技術中已經被很好的采用，并且經過實驗驗證了其對解決內存空間不足的有效性。

局部性原理是指CPU在訪問存儲器時，無論是存取指令還是存取數據，所訪問的存儲單元都趨于聚集在一個較小的連續區域中。時間局部性是指如果一個信息項正在被訪問，那么在近期它很可能還會被再次訪問。程序循環、堆棧等是產生時間局部性的原因。空間局部性是指在最近的將來將要用到的信息很可能與現在正在使用的信息在空間地址上是臨近的。內存數據庫就是基于這樣的考慮而提出來的。