内存数据库可控的page-color优化技术研究

page-color的研究集中在如何通过有效的cache分区技术隔离弱局部性数据与强局部性数据的访问冲突,减少数据处理过程中由弱局部性数据产生的cache污染对强局部性数据的影响.但这些优化技术依赖于特殊的处理器硬件设计、操作系统内核功能的扩展或同时依赖于硬件的特殊设计和操作系统扩展功能的支持.提出了应用软件层上基于page-color的W-order扫描优化技术,不依赖特殊的处理器硬件设计,最小化依赖操作系统的扩展功能.研究的核心思想是通过page-color控制弱局部性数据的页面地址访问顺序,将弱局部性数据与强局部性数据在cache中的冲突域由整个地址空间缩小为指定page-color的地址空间内,从而降低整体的cachemiss,降低数据处理时的延迟.与典型的page-coloring技术相比,不需要扩展操作系统内核功能,具有更好的内存地址空间利用率,能够实现查询内数据集粒度上的cache分区优化.实验中模拟了内存数据库中典型的多表连接算法,通过模拟cache行为模式和在实际查询处理时使用cache监测工具验证了W-order区优化技术的可行性与cache性能.实验结果表明,通过在应用软件层次上对顺序访问操作的控制,能够有效地降低cachemiss,提高内存数据库查询处理性能.