[發明專利]用于多核系統的內存同步的系統和方法

有效

• 申請號: 201580067463.2
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN107003949B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 安東尼爾斯·利奧普洛斯;謝伊·高克曼;埃利澤·利維
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06F12/1027
• 分類號: G06F12/1027
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

提供了一種用于多核系統(1000)的內存同步的系統(100)，所述系統(100)包括：分配模塊(10)，用于向所述多核系統(1000)中的至少一個核(1010?1，...，1010?n)分配至少一個內存分區(200?1，...，200?n)；映射模塊(20)，用于：如果與分配給至少一個核(1010?1，...，1010?n)的內存分區(200?1，...，200?n)相關聯的頁表項被修改，通過向所述多核系統(1000)中的至少一個核(1010?1，...，1010?n)發送中斷，向所利用的多核系統(1000)提供轉換后備緩沖器終止的信息；接口模塊(30)，用于從用戶空間提供訪問分配模塊(10)的接口。

技術領域

本申請涉及通過將分區綁定到核從而在內存數據庫中擴展混合聯機事務處理/聯機分析處理的領域。本申請尤其涉及一種用于多核系統的內存同步的系統。

背景技術

傳統上，需要同時服務于聯機事務處理(Online-Transaction-Processing，簡稱OLTP)和聯機分析處理(Online Analytical Processing，簡稱OLAP)工作負載的數據庫系統是分離的，其中一個系統實時服務于OLTP事務負載，另一個單獨的系統服務于在預先導入的數據集上運行的OLAP分析工作負載。這種設置有許多缺點：需要更多的物理資源，維護開銷，最重要的是妨礙了在OLTP數據庫之上近實時地進行OLAP分析，因為必須要將數據從OLTP批量導出并導入到OLAP系統。

利用內存管理單元(Memory Management Unit，簡稱MMU)提供分析查詢的內存快照的想法是，通過使單個數據庫同時服務于OLTP和OLAP工作負載來部分解決該問題，但是這樣做嚴重受制于與操作系統內核與底層硬件平臺之間的必要交互相關的，具體地，尤其是在呈現了大量計算單元(CPU核)的多核平臺的情況下，與操作系統保持TLB緩存表項一致性的責任相關的可擴展性瓶頸。

US 2013/0073513 A1描述了用于維護混合OLTP和OLAP數據庫的方法，該方法包括：執行一個或多個OLTP事務；創建虛擬內存快照；通過該虛擬內存快照執行一個或多個OLAP查詢。本文所描述的方法進一步包括：復制為響應對數據對象的更新而存儲該數據對象所在的虛擬內存頁面，由此，更新后的數據對象可以由OLTP事務訪問，而未更新的數據對象仍可由OLAP查詢訪問。相應地，本文描述的混合系統可通過硬件輔助的復制機制來同時處理OLTP和OLAP，以保持事務數據的快照的一致性。

發明內容

本發明的目的是提高多核系統的內存同步，特別是提供一種用于內存數據庫中擴展混合OLTP/OLAP的改進技術，該內存數據庫利用MMU給硬件輔助的虛擬內存拍攝快照，即制作快照或控制數據版本。

該目的通過獨立權利要求的特征實現。結合從屬權利要求、說明書和附圖，具體實現形式顯而易見。

本發明直接解決了內存數據庫中的混合OLTP/OLAP的可擴展性問題，該內存數據庫利用MMU給硬件輔助的虛擬內存拍攝快照或控制數據版本。

根據第一方面，提供了一種用于多核系統的內存同步的系統，所述系統包括：分配模塊，用于向所述多核系統中的至少一個核分配至少一個內存分區；映射模塊，用于：如果與分配給至少一個核的內存分區相關聯的頁表項被修改，通過向所述多核系統中的至少一個核發送中斷，向所利用的多核系統提供轉換后備緩沖器終止的信息；接口模塊，用于從用戶空間提供訪問分配模塊的接口。

換言之，本發明通過呈現從操作系統內核到數據庫的接口解決可擴展性的問題，通過該接口數據庫可以通知內核關于內存區域或內存分區到特定的中央處理器(centralprocessing unit，簡稱CPU)核的“綁定”。操作系統內核基于數據庫中預先提供的信息有選擇性地廢止特定的轉換后備緩沖器(translation lookaside buffer，簡稱TLB)和特定核的表項(TLB終止)，而不是向通過線程方式共享數據庫地址空間的所有核“廣播”TLB終止。