一种新的内存数据库恢复技术（期刊论文）

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3.0 朱铭铭 2024-09-20 5 4 247KB 5 页 150积分

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基于日志恢复技术的内存数据库快速恢复模型的研究

摘要：内存数据库的恢复机制对整个系统的可靠性和性能有重要意义。文中在研究已有恢复技术的基

础上，提出了“快速恢复模型”。该模型依据快速日志驱动检查点算法、重载算法，以及模型架构上的支

持，不仅能保证系统的可靠运行，同时能在系统崩溃时提供快速、高效的恢复系统的手段。通过实验证明

该方法相对于其它回复算，能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。

关键字：内存数据库；日志恢复；检查点；重载

GUO Jin-liang，ZHANG Wen-peng

(School of Computer and Information Technology， Nanyang Normal University， Nanyang 473061， China)

Abstract: The technology of MMDB is a key to whole system credibility and performance. Based on the former

t e c h n i q u e s o f r e c o v e r y， t h e p a p e r p r o p o s es t h e “ F a s t R e c o v e r y M o d e l ”. Wi t h s u p p o r t o f l o g d r i v e n c h e c k

p o i n t i n g s c h e m a a n d r e l o a d i n g a l g o r i t h m， “ F a s t R e c o v e r y Mo d e l ” n o t o n l y i m p r o v e s t h e s y s t e m ' s

stabilization， but also provides the method of fast restart and high efficiency recovery when MMDB fails. It is

experiment that this model can control log quantity and recovers the system to the nearest breakdown point as

fast as it can， when system breaks down and restarts.

Key Words: MMDB; log recover; checking point; reloading

0. 引言

内存数据库因为其快速的数据访问能力，使其能比磁盘数据库(DRDB)更适合于需要快速响应和高事务

吞吐量的应用环境，对于那些需要在严格要求的时间段内完成事务请求的实时应用系统，和需要支持大数

据量并发访问的高性能事务处理平台来讲，内存数据库都是一个理想的选择。但是由于所有操作都作用于

内存数据库的主拷贝上，数据库极易遭到操作系统和应用软件造成的破坏，因此MMDB的恢复技术十分关键

日志（Logging）恢复是传统的MMDB恢复技术之一，它能满足当前MMDB系统对事务响应和快速系统恢复的

要求，但是在大量事务吞吐量情况下造成的日志暴增所带来很大问题，会对MMDB性能产生很大影响。

本文提出一套优化的MMDB恢复处理技术，包括对MMDB系统恢复处理机制的架构设计，日志、检查点和

重载恢复时的相关策略与实现技术，并通过实验证明该技术的可行性。

1. MMDB恢复技术综述

事务处理系统中的恢复管理器负责维护数据库系统的一致性，无论是在系统崩溃或者事务失败的时候

为了能维护状态一致性，必须要在系统的正常运作中对各种数据库的状态变化做登记，通常有日志、检查

点等。日志记录了所有数据库的修改动作，以及修改前后的数据库状态等。检查点将内存中MMDB系统的主

拷贝数据备份到AM中去，并能减少系统恢复时所需要读取的日志记录数量。同时，为了能够尽快恢复事务

处理同时又不影响系统的性能，系统重载(Reloading)程序需要将数据库镜象数据从AM载入到MM中，并建

立起数据库的最近的一致性状态。重载过程则是在系统或者介质失效导致内存中数据丢失时把AM中的备份

数据库重新装载到MM中，并根据日志记录将数据库恢复到最近的一致性状态点上。

2. 快速日志驱动检查点算法

目前使用的内存数据库恢复算法有非失真检查点算法，失真性检查点算法，日志驱动检查点算法。非

失真检查点算法会对被检查的记录、表、内存段、甚至整个数据库加锁，严重干扰了其他事务的正常进行

失真性检查点算法，虽然不需要对检查数据项加锁，但是要完成一个完成的检查点，仍然需要将内存中整

个数据库的脏数据页复制到磁盘上。日志驱动检查点算法的最大问题是在MMDB系统在事务吞吐量很大的情

况下，会产生出大量的日志记录，需要检查点程序频繁地根据日志记录修改磁盘上的数据库镜象。

针对这些检查点算法的不足，本文先提出快速日志驱动检查点算法，然后将提出新的MMDB系统恢复模

型——快速恢复模型。该模型的基本设计思想是，在不阻碍系统正常运行的情况下，控制日志的产生数量

结合快速日志驱动检查点算法动态更新系统的最新数据镜象，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。

快速日志驱动检查点的基本思想是，检查点程序仍然由日志来驱动，根据读取到的日志项来更新数据

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摘要：

基于日志恢复技术的内存数据库快速恢复模型的研究摘要：内存数据库的恢复机制对整个系统的可靠性和性能有重要意义。文中在研究已有恢复技术的基础上，提出了“快速恢复模型”。该模型依据快速日志驱动检查点算法、重载算法，以及模型架构上的支持，不仅能保证系统的可靠运行，同时能在系统崩溃时提供快速、高效的恢复系统的手段。通过实验证明该方法相对于其它回复算，能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。关键字：内存数据库；日志恢复；检查点；重载GUOJin-liang，ZHANGWen-peng(SchoolofComputerandInformationTec...

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