HV-Recovery:一种闪存数据库的高效恢复方法

和磁盘相比,闪存作为一种新型的存储设备,具有读写速度快、抗震、省电、体积小等优点.因此,当前的研究普遍认为闪存将取代磁盘成为新一代的数据库二级存储设备.但是,由于闪存具有和磁盘不同的一些固有的读取特性,将当前基于磁盘设计的数据库直接移植到闪存上时,并不能充分发挥闪存设备的优越性.在数据库的恢复过程中,由于闪存的异地更新和重写之前先擦除的特性将带来大量高代价的小的随机写,直接使用传统的恢复方法在闪存数据库中就更难以充分利用闪存的优越性.因此,文中提出了一种对闪存中天然存在的数据的历史版本来进行管理和利用的恢复方法HV-recovery,来改进undo恢复的性能.通过和开源数据库Oracle Berkeley DB的比较,实验结果表明HV-recovery是原有的恢复算法性能的2～8倍,充分说明了其优越性.     

一种新的内存数据库快速日志恢复技术

恢复技术是保证内存数据库运行可靠的关键,传统的基于日志的恢复技术会对系统性能产生很大影响。本文提出内存数据库系统快速日志恢复技术,它控制日志的产生数量,使得在系统崩溃并重新启动时,能以最快的速度恢复到系统崩溃前的最近一致点上。     

一种实时动态数据库故障恢复策略

分布式实时内存数据库通常使用在时间关键型应用中,对这些应用而言,故障后能迅速而有效地恢复是至关重要的.首先通过分析分布式实时内存数据库故障恢复需求,给出了其恢复正确性准则.然后提出了一种基于日志的实时动态故障恢复模式RTDCRS(real-time dynamic crash recovery scheme),并证明了其正确性.RTDCRS采用了集成分区日志和短暂日志特性的实时日志模式,同时使用非易失性高速存储设备作为日志存储区,以尽可能地降低系统正常运行时日志代价.在站点故障后的恢复策略上,给出了基于分类恢复思想的动态恢复策略,以尽可能地减少故障站点停止服务的时间.性能测试结果显示,RTDCRS在事务错过截止期比率和站点停止服务时间两方面与传统的故障恢复模式相比具有明显的优越性.     

实时数据库系统的内存数据库组织与故障恢复

本文给出一种在内存数据库中能有效节约内存空间的数据组织结构--内存数据库图(MMDBG),然后给出MMDBG的物理组织形式.并重点讨论了基于MMDBG的事务恢复和系统恢复算法,在最大程度上提高系统的响应时间和支持实时事务.     

一种应用于闪存数据库的高效B+树索引机制

为解决现有闪存数据库索引机制无法同时具备高索引更新性能和高检索性能的问题,提出一种应用于闪存数据库的高效B+树索引机制。该机制采用日志方式更新索引,利用日志缓存区保证日志快速写入闪存。针对日志方式检索效率低的缺陷,设计节点日志映射表,通过哈希映射直接索引节点更新记录,避免全局搜索节点日志。将更新日志整合为B+树逻辑节点,使索引检索转化为B+树深度搜索,在此基础上设计节点缓存区,提高节点检索效率。实验结果表明,该机制相比日志型索引机制BFTL,更新效率提高了51%、检索效率提高了2.3倍,相比基于Nand闪存转换层的B+树索引机制,在保证与其相当的高检索效率的同时,更新效率提高了2.4倍。     

嵌入式实时内存数据库故障恢复技术

故障发生后,迅速而有效地恢复对数据库系统而言是至关重要的。本文针对嵌入式实时内存数据库的特征,结合一个具体的嵌入式实时内存数据库系统（ARTs—EDB）,给出了相应基于日志的恢复策略和实现技术。     

空间实时内存数据库恢复机制研究与实现

为了满足空间应用对数据管理的实时性和可靠性的要求,针对Swallow空间实时内存数据库设计了一个内存数据库的恢复机制,结合日志驱动修改、影子页面、模糊检查点的思想实现了内存数据库数据和日志的快速备份以及在内存数据库出现事务故障和系统故障时的恢复策略.实验表明该策略保证了事务的并发度,并且在事务故障和系统故障时都有着较高的恢复效率.     

基于相变存储器和闪存的数据库事务恢复模型

随着闪存容量不断增大、价格不断下降,闪存在实际存储系统上得到了越来越广泛的应用.但是,闪存的页级读写、异位更新、有限寿命等阻碍了闪存数据库系统的性能提升,尤其是事务恢复.闪存的异位更新使得影子页技术可以很好地支持闪存数据库事务恢复,同时也给闪存数据库带来新挑战,如事务管理、缓冲区管理.相变存储器凭借其比闪存更高的读写速度、更小的读写粒度、更长的寿命成为了下一代主流存储技术,所以相变存储器可以用于解决在闪存数据库中使用影子页技术所产生的事务管理和缓冲区管理问题.该文基于相变存储器和闪存混合式存储提出一种全新的数据库事务恢复模型——SPFP.该模型充分利用相变存储器的特性完成事务管理.为支持非强制缓冲区管理,基于SPFP提出了一种优化的数据库事务恢复模型——SPFLP,利用相变存储器记录更多事务信息.实验结果表明,相较于全闪存存储的数据库系统,SPFLP大大提高了基于混合存储的数据库事务处理性能.     

实时数据系统的内在数据库组织与故障恢复

本文给出一种在内存数据库中能有产节约内在空间的数据组织结构－风在数据库图（MMDBG）,然后给出MMDBG的物理组织形式。并重点讨论了基于MMDBG的事务恢复和系统恢复算法,在最大程序上提高系统的响应时间和支持实时事务。     

几种数据库恢复技术比较

本文分析了数据库恢复技术中的延迟更新技术、立即更新技术、镜像页技术、检查点技术的特点和区别,在实际的数据库操作过程中根据不同的损坏情况数据库管理系统采用不同的恢复技术。     

Sub-Join:面向闪存数据库的查询优化算法

固态硬盘具有高速的随机读取速度、低功耗、体积小等特点,被认为将取代磁盘成为新一代的数据存储设备。但是闪存数据库的查询性能的提高却远小于固态硬盘相比于磁盘I/O性能的提高,其原因在于现有的数据库是基于磁盘设计的,不能充分发挥固态硬盘的高速性能。提出一种名为子连接(Sub-Join)的连接算法。首先将数据表的连接列和主键投影为新的子表,然后对子表进行接连操作,最后根据子表的连接结果再从原始数据表中回取查询结果。通过和开源数据库Oracle Berkeley DB的比较实验,结果表明子连接算法比原有算法的性能提高了40%～100%,充分说明了它的优越性。     

一个支持实时内存数据库的恢复系统

实时数据库要求以内存数据库（MMDB）作为其底层支持，内存数据库存储介质的易失性，以及实时数据库系统应用目标的根本转变使得MMDB数据库的恢复对系统整体性能的影响很大，传统的数据恢复技术已不再适用，为此本文给出了一个完整的支持实时数据库的MMDB恢复系统，文中给出了恢复系统的体系结构，重要数据结构，执行模型和执行算法，同时，文中对一些关键技术，如LAW日志的可行性进行了详细分析和论证。     

Oracle数据库的故障恢复机制

Oracle数据库作为一款主流的商业关系数据库,具有高伸缩性、高可用性等特点,能在集群环境中凸显优势。但在Oracle实际应用中,数据库管理员(DBA)会遇到数据库故障,在软件方面如数据库指令的异常中断、操作系统的系统组件破坏、病毒感染等,在硬件方面如内存故障、硬盘容量不足、电源崩溃等,这些都给日常的管理和维护造成了很大的困难。文章重点介绍了DBA对Oracle故障进行系统恢复的几种常见方法及其原理。     

集群数据库系统的日志复制和故障恢复

互联网、社交、购物、金融等各类应用直接面临海量用户的高并发访问,传统的单点数据库逐渐成为这些应用系统的瓶颈,而众多互联网应用能够良好运行的主要原因是使用了基于集群环境的数据管理系统作支撑。与传统数据库系统相比,基于集群环境的数据库系统具有更好的扩展性和可用性,而日志复制是保证这些特性的核心组件。传统的主备架构的日志复制在异常情况下对未决事务日志处理不佳,导致数据副本之间存在不一致的风险,另外,分布式系统领域的一致性算法缺乏对事务一致性的处理,而且在选主时存在活锁、多主和频繁选主的问题,无法直接适用于事务日志复制。本文提出了一种集群环境下的事务日志复制策略和恢复机制,能够有效处理未提交日志,提供了强弱两种读一致性,并且提出了一种轻量级的选主算法,可以避免以上的选主问题。本文在开源OceanBase分布式数据库系统中实现了上述机制,并使用基准测试工具对系统进行测试,通过一系列实验验证了系统的扩展性和可用性。     

支持实时内存数据库不间断服务的恢复技术

实时内存数据库的目标是尽量不使用I/O操作,但在实时内存数据库的恢复子系统中,有两类I/O——刷新内存中的数据到外存和写日志无法避免。该文提出一个双机系统,无须直接写数据到外存,当一个节点失效时,仍能提供不间断服务,且在恢复的过程,对整个系统的性能基本没有影响。     

数据库恶意事务恢复日志系统

恶意事务攻击成功后的数据恢复机制要求日志文件必须同时记录写操作信息和读操作信息。为此,提出一种数据库恶意事务恢复日志策略,并基于该策略设计日志系统。在日志系统中,结构化查询语言(SQL)语句过滤可保护日志文件的安全,拒绝终端客户对日志文件的非法操作;敏感信息设置从行级和列级2个方面设置日志记录必须满足的约束条件,可有效控制日志文件的规模;写日志产生器通过使用触发器的临时表完成对写操作的记录;读日志产生器通过重构SQL语句产生临时表,再访问临时表完成对读操作的记录。实验结果表明,该系统可有效记录数据库读写操作,但同时会降低整体系统的效率。     

高可用实时系统中故障检测及故障恢复技术的研究

随着国防、航天等今天对系统的可用性和实时性的要求不断提高,如何保证这些应用系统的高可用及强实时,成为一个亟待解决的问题。本文论述了高可用实时系统听故障检 测及故障恢复技术。