支持混合事务和分析处理的数据库管理系统综述

数据库管理系统根据应用场景分为事务型(OLTP)系统和分析型(OLAP)系统.随着实时数据分析需求增长,OLTP任务和OLAP任务混合的场景越来越普遍,业界开始重视支持混合事务和分析处理(HTAP)的数据库管理系统.这种HTAP数据库系统除了需要满足高性能的事务处理外,还需要满足实时分析对数据新鲜度的要求.因此,对数据库系统的设计与实现提出了新的挑战.近年来,在工业界和学术界涌现了一批架构多样、技术各异的原型和产品.综述HTAP数据库的背景和发展现状,并且从存储和计算的角度对现阶段的HTAP数据库进行分类.在此基础上,按照从下往上的顺序分别总结HTAP系统在存储和计算方面采用的关键技术.在此框架下介绍各类系统的设计思想、优劣势以及适用的场景.此外,结合HTAP数据库的评测基准和指标,分析各类HTAP数据库的设计与其呈现出的性能与数据新鲜度的关联.最后,结合云计算、人工智能和新硬件技术为HTAP数据库的未来研究和发展提供思路.

混合事务的ERtTDF调度算法及可调度性分析

在实时数据库及数据处理系统中,针对周期性实时事务,应用经典的EDF等调度算法对其可以得到可行的调度;而对于混合实时事务-事务的时间性质是混合的,经典EDF不太适用。文中扩展EDF为最早实时事务截止期优先-ERtTDF(EarliestReal-timeTransactionDeadlineFirst),它可以有效地调度混合事务。文中给出了其可调度条件和时间需求条件,并把时间需求条件扩展到时限小于周期以及引入资源共享控制等方面,最后给出了集成调度实时、非实时以及混合事务的系统框架。通过性能比较,可以得到ERtTDF算法处理上面事务模型时性能较经典EDF更优。

基于查询频率的混合事务分析处理数据同步优化

混合事务分析处理(Hybrid Transaction Analytical Processing, HTAP)系统需要同时支持事务处理和查询分析两种工作负载.为了消除这两种负载之间的干扰, HTAP系统会为这两种负载指定不同的数据副本,分别处理OLTP (Online Transaction Processing)和OLAP (Online Analytical Processing)请求,并基于日志回放进行副本之间的数据同步. HTAP系统致力于同步OLTP数据到OLAP端以提供更新鲜的数据查询服务,日志的发送与回放速度是影响数据新鲜度的关键因素.本文在基于表分组的日志并行回放方法的基础上,针对HTAP负载特点,提出基于OLAP端查询频率的日志发送与回放方法.在保障数据一致性的前提下,本文所提出的方法提升了高频查询表日志的处理优先级,最终实现高效的日志发送、日志回放以及针对性的高频查询表数据优先展示,保证了HTAP系统数据的新鲜度.

一种新的混合实时事务并发控制算法

单一的实时事务并发控制策略因为对事务性能以及事务对数据的访问方式有着特殊限制而无法满足不同类型事务同时并存的混合实时数据库的要求。针对不同类型实时事务特征,提出了一种新的混合实时事务并发控制算法,对不同类型实时事务采用不同并发控制策略,具有极强的针对性和自适应性,算法同时通过分析数据的相关语义,利用数据相似性定义,合理放宽可串行化的正确性标准,在优先考虑硬实时事务的前提下,尽可能增加软实时事务成功提交的比例以提高系统整体性能。仿真实验结果证明MRTT_CC算法性能良好。

混合实时事务的延期单调速率调度算法及其可调度性分析

对于含有实时和非实时两部分的混合实时应用 ,传统的单调速率调度算法 (RM)已不再适用 .为此 ,该文引入“混合实时事务”的概念 ,并针对这类事务提出一种延期单调速率调度算法 (DRM) ;着重分析了DRM算法对混合实时事务的可调度性 ;进行了实验测试与性能分析比较 .结果表明 ,事务集中混合实时事务占的比例越高 ,混合事务中非实时子事务占的比例越大 ,该算法的CPU使用率阈值就越高 ,且在各种情况下 ,DRM算法与RM算法相比性能都更优 ,最低情况也与之一样 .

分布式混合实时事务处理

为了提高分布式实时数据库系统事务处理的成功率和可靠性,将分布式实时事务进一步细化,对传统的事务接纳控制协议进一步改进,从而提出了一种含有真实时和非实时两部分的分布式混合实时事务接纳控制机制。定义了分布式混合实时事务模型及系统设计方案。分布式混合实时事务的接纳控制综合考虑分布混合事务的执行需求和价值,有效控制负载,减少被系统接纳执行后而又不能满足截止期的事务,提高分布式实时数据库系统事务处理的成功率和可靠性。通过重点分析混合实时事务的接纳控制模型,对混合实时事务的接纳控制与传统的接纳控制作了分析比较,说明了比传统的接纳控制协议更优。

CBS算法在混合实时事务调度中的应用研究

面向混合实时事务调度的问题,本文提出了一种基于CBS算法的混合实时事务调度器。文中利用CBS算法实现了软实时事务调度器,它可以有效的调度软实时事务。仿真测试是实时事务调度研究与性能分析中的重要一环。实验结果表明,本文提出的调度器可以有效的降低软实时事务的截止期错失率。特别是对于那些最坏情况执行时间难以估计或者最坏情况执行时间过大的事务,比基于其他算法的混合实时事务模型有更好的性能。

实时数据库事务的调度与并发控制

实时数据库的核心问题是事务的处理既要确保数据的一致性,又要保证事务的正确性,而它们都与定时相关联。本文对混合实时事务的真实时和非实时部分加以区别定义,建立了混合实时数据库模型,并分析了混合实时事务的调度与并发控制,可以更好地满足实时性时间约束需求,从而提高系统效率。

基于持久性内存的属性图存储系统

属性图是一种流行的图数据模型,在各种图系统中得到了广泛应用.然而,面向事务型负载的图数据库系统在执行图分析任务的场景下面临着高延迟等挑战.传统的图分析系统往往是基于简单图模型,而且大多不支持图的事务型负载.因此,迫切需要一个能够在属性图上高效处理事务型负载和图分析任务的图存储系统.持久性内存的问世,使得我们有机会重新设计图存储系统,以充分发挥这种设备的特点.为此,本文提出了一种基于持久性内存的属性图存储系统,名为TAG. TAG采用了一种新颖的混合架构的图存储方式,以充分发挥持久性内存和主存的优势.其次,通过拓扑和索引结合的方式,将图的拓扑嵌入到系统的索引中以加速图的拓扑查询.最后, TAG通过基于标签的方式来组织图的属性数据,进一步优化图的属性访问.实验结果表明, TAG显著优于其他图数据库系统,与图分析系统相比, TAG也有着相近的性能表现.

无因管理中管理意思的认定

关于管理意思的争议本质上涉及对无因管理制度功能的理解:无因管理效果在归属判断标准上存在以“他人事务”为中心的客观归属论与以“管理意思”为中心的主观归属论之界分。对“他人事务”的分类可追溯至注释法学派学者的学理分类,客观归属论在私法史中因而也始终占据重要地位,直至潘德克顿法学的反思及不当得利类型化理论的发展成熟,基于管理意思的主观归属论才取而代之。主观归属论虽被确立,但就管理意思的判断是否需要考虑“他人事务”因素,仍存在经验说与规范说的差别。仅凭对“他人事务”的认定不足以推断管理意思的存在,故而应抛弃经验说中管理意思的经验推断规则,以规范性的标准认定管理意思。该规范性在管理人主观方面表现为对管理人动机的忽略、对意思能力的柔化要求以及对错误认知情形的区别处理;在本人客观利益方面,本人的具体利益不属管理意思的考量范围,但在混合事务中本人的直接受益可确认管理意思的存在。