[發(fā)明專利]基于HTM和NVRAM的內存事務性計算的持久性方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610005809.2
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105512342B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 陳海波;陳榕;臧斌宇;魏星達
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F16/90
• 分類號: G06F16/90
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發(fā)明提供了一種基于HTM和NVRAM的內存事務性計算的持久性方法，包括：步驟1：分配NVRAM，并用分配的NVRAM記錄HTM執(zhí)行的事務中修改的數(shù)據(jù)；步驟2：檢查是否需要清理NVRAM，若需要清理，則將該NVRAM的數(shù)據(jù)寫回到磁盤。本發(fā)明利用NVRAM和HTM的特性，使得事務性的程序不需要將數(shù)據(jù)記錄到磁盤即可以返回，這樣可以低延遲的實現(xiàn)內存事務計算的持久性。本發(fā)明能夠顯著降低數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)事務執(zhí)行的延遲，提升數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的資源利用率以及應用服務的性能。

技術領域

本發(fā)明涉及內存數(shù)據(jù)庫事務處理領域，具體地，涉及一種基于HTM和NVRAM的內存事務性計算的持久性方法。

背景技術

數(shù)據(jù)庫事務的持久性是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重要特征，直接關系到用戶的數(shù)據(jù)是否會丟失。現(xiàn)有的解決方案主要為將數(shù)據(jù)寫到磁盤中再提交事務。這樣所帶來的問題是由于磁盤讀寫具有較高的延遲，這樣會顯著的增加內存事務計算的延遲。

硬件事務性內存HTM(Hardware transactional memory)是事務性內存計算技術，提供了程序執(zhí)行的原子性和隔離性。并且HTM非常高效的實現(xiàn)了這些特性。然而HTM并沒有提供持久性的支持。

持久性內存NVRAM(Non-volatile RAM)為一種新的內存技術，有多種實現(xiàn)，其都保證如果數(shù)據(jù)被寫到該內存中則可確保數(shù)據(jù)的持久性。由于NVRAM的讀寫的延遲和傳統(tǒng)內存具有相當?shù)难舆t，同時比寫磁盤要快許多。

盡管HTM可以非常高效的執(zhí)行，然而其工作集合有限制，因此在HTM的執(zhí)行中無法訪問過多的內存。同時，由于NVRAM的大小也有限制，因此如何有效的咋HTM中利用NVRAM來記錄事務的修改存在著挑戰(zhàn)。由于數(shù)據(jù)庫持久性要求數(shù)據(jù)最終會被儲存在磁盤中，因此仍需要有效的方法將NVRAM記錄的日志最終寫回到磁盤中。

目前，現(xiàn)有的HTM系統(tǒng)通常采用批處理來定期的將事務的修改寫到磁盤中來降低磁盤的開銷，這樣會帶來非常高的延遲。而使用NVRAM的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并沒有使用HTM來支持數(shù)據(jù)庫事務的隔離性和原子性，這樣相比HTM系統(tǒng)吞吐量并不高。因此如何針對HTM，結合NVRAM，合理設計內存數(shù)據(jù)庫事務持久化方法，減少事務執(zhí)行的延遲，高效的實現(xiàn)內存數(shù)據(jù)庫事務的持久性實已成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于HTM和NVRAM的內存事務性計算的持久性方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于HTM和NVRAM的內存事務性計算的持久性方法，包括如下步驟：

步驟1：分配NVRAM，并用分配的NVRAM記錄HTM執(zhí)行的事務中修改的數(shù)據(jù)；

步驟2：檢查是否需要清理NVRAM，若需要清理，則將該NVRAM的數(shù)據(jù)寫回到磁盤。

優(yōu)選地，所述步驟1包括：

步驟1.1：在事務開始前，預先分配NVRAM用來記錄事務需要修改的內存數(shù)據(jù)；

若NVRAM不夠時，等待清理程序告知有足夠的NVRAM后再進行分配；當NVRAM分配完成后標記所用的NVRAM為：不可分配；

步驟1.2：事務在進入HTM執(zhí)行時，當對某些數(shù)據(jù)進行修改后，將數(shù)據(jù)的版本號加一，并將數(shù)據(jù)的版本號和修改后的值記錄到預先分配的NVRAM中。

優(yōu)選地，所述步驟2包括：

步驟2.1：清理程序定期查看是否有足夠的NVRAM可進行分配，若發(fā)現(xiàn)沒有足夠的NVRAM，則將部分標為不可分配的NVRAM的數(shù)據(jù)寫回到磁盤中，并將這些NVRAM標記為可用；

步驟2.2：清理程序告知所有等待分配NVRAM的事務開始分配。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：