多存儲層次能效散列連接算法.pdf

1、連接是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)查詢處理中的一個核心操作，高能效連接算法是能效DBMS中的一個重要研究議題。固態(tài)盤和硬盤比較具有隨機(jī)讀寫性能快的優(yōu)勢，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中合理利用這一優(yōu)勢提升連接算法的能效成為可能。本文針對散列連接分區(qū)階段隨機(jī)寫嚴(yán)重的情況，分別在二存儲層次（內(nèi)存+固態(tài)盤或硬盤）和多存儲層次（內(nèi)存+固態(tài)盤和硬盤）兩種情形下，提出了不同的解決方案消除隨機(jī)I/O對算法性能和能效的不利影響。主要完成了以下幾方面工作:
　　1.在數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)備為固

2、態(tài)盤的環(huán)境中提出了單文件的GRACE散列連接算法(SFHJ)，SFHJ分區(qū)階段同一張表的所有分區(qū)存儲在一個臨時文件。該算法能利用固態(tài)盤隨機(jī)讀延遲低和順序?qū)憥捀叩膬?yōu)勢，提升連接算法性能。
　　2.在數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)備為硬盤的環(huán)境中，提出通過緩存優(yōu)化來減少隨機(jī)I/O的緩存優(yōu)化混合散列連接算法(OHHJ)，即通過合理優(yōu)化分區(qū)階段桶緩存的大小來盡量減少分區(qū)過程中產(chǎn)生的隨機(jī)I/O。
　　3.在由HDD和SSD混合的數(shù)據(jù)庫多存儲層次系統(tǒng)中

3、，結(jié)合SFHJ提出了基于硬盤和固態(tài)盤混合存儲系統(tǒng)下的組合盤GRACE散列連接算法(CGHJ)。CGHJ對GRACE散列連接算法分區(qū)階段作如下改進(jìn):將固態(tài)盤作為內(nèi)存和硬盤之間的緩存，分區(qū)階段桶緩存滿后先寫回固態(tài)盤的臨時文件；臨時文件緩存滿后，利用遷移緩存將固態(tài)盤中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到硬盤的分區(qū)文件。同時在多存儲層次系統(tǒng)下對HHJ進(jìn)行改進(jìn)，提出了CHHJ。
　　實驗結(jié)果表明OHHJ能效要一直好于HHJ，而SFHJ和CGHJ在特定的條件下能效也