简单分析openGauss的MOT功能

以前对数据库原理不太了解的时候觉得只要有足够大的内存,能把数据库放到内存里去缓存,那么数据库就和内存数据库性能差不多了。后来随着对数据库原理的了解,发现这个想法是比较肤浅的。因为每次访问延时与磁盘访问延时的巨大差异,导致了内存数据库和磁盘数据库之间存在巨大的差异,仅仅依靠在内存中读取数据是不够的。有人基于PostgreSQL,利用INTEL AEP 傲腾非易失性内存,把傲腾内存做成文件系统,然后把数据库完全存储在海量的傲腾内存中,对比NVME SSD的性能,发现并无太大的提升。这是因为磁盘数据库引擎使用的是比较缓慢的文件IO接口,而内存访问使用memcpy等更为高效的接口。日本NTT的Takashi Menjo的团队HACK了PG的源代码,将数据库访问接口改为内存接口后,同样在AEP的测试环境中,发现PG数据库的性能获得了较大的提升,这个案例我以前的文章中介绍过。

我以前也没有了解过openGauss 内存存储引擎MOT相关的信息,从这种openGauss的架构图上我们可以看出,在数据库存储引擎层存在两种存储引擎,一种是基于磁盘的存储引擎,另外一种是内存优化存储引擎。这两种存储引擎都产生WAL,使用统一的WAL机制和WAL设备进行持久化。

内存数据库的持久化和磁盘数据库的持久化是有巨大的差异的,WAL是内存数据库持久化目前最好的方法。使用统一的WAL,这说明内存优化存储引擎似乎不仅仅是作为缓冲存在的,是一种全功能的内存存储引擎。不过从另外一方面,openGauss的MOT的实现是用插件的方式的,并不是集成在核心代码中,是不是完全融合的双引擎,在这里要打一个问号了。

不过MOT是一个集成服务器引擎,不是单独的服务

### openGauss MOT 存储引擎概述 openGaussMOT (Memory-Optimized Table) 是一种高性能的内存优化存储引擎,它与传统的基于磁盘的存储引擎共同构成了 openGauss 数据库的核心组件之一[^1]。MOT 提供了一种全新的方式来管理和操作高度性能敏感的数据集,通过将这些数据加载到内存中实现极高的吞吐量和低延迟响应。 #### MOT 和传统存储引擎的区别 在 openGauss 架构中,存在两种主要类型的存储引擎:基于磁盘的传统存储引擎以及面向内存优化的 MOT 引擎[^3]。两者均依赖于统一的日志记录机制(Write-Ahead Logging, WAL),并通过共享相同的日志设备完成持久化操作。这种设计使得用户能够灵活选择适合其工作负载特性的存储方案,并享受一致的操作体验。 --- ### MOT 存储引擎的工作原理 MOT 的高效不仅仅来源于它的运行环境位于物理 RAM 中这一事实;更重要的是,该引擎针对现代多核处理器架构下的高并发场景做了深入优化[^4]。以下是几个关键方面: 1. **并发控制** - 动态锁管理器被重新定义以适应随机访问模式下频繁发生的事务冲突情况。 - 实现细粒度锁定策略减少等待时间提高整体效率。 2. **数据结构设计** - 高效索引技术如哈希表或跳表用于加速查找过程。 - 列式布局进一步增强了批量读取时 CPU 缓存命中率从而降低平均延时。 3. **垃圾回收机制** - 自动化的版本清理流程确保长期稳定运行期间不会因为旧版本残留而影响新请求处理速度。 4. **持久化保障** - 虽然大部分活动发生在易失性介质之上,但是借助写前日志(WAL),即使发生意外断电也能快速恢复至最近提交状态。 ```python # 示例代码展示如何创建一张 MOT 表 CREATE TABLE mot_table ( id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(50), age SMALLINT ) USING mot; ``` 上述 SQL 语句展示了怎样声明一个使用 MOT 技术支撑的新关系型表格实例。注意这里特别指定了 `USING mot` 关键字表明此对象应由内存优化子系统负责维护而非默认文件系统映射路径上的常规方法论所管辖范围之内[^2]。 --- ### 使用指南 当决定采用 MOT 来承载某些特定业务逻辑单元之前,请务必考虑以下几个因素以便做出明智决策: - **成本效益分析**: 将热数据迁移到更昂贵但也更快捷的位置总是伴随着额外支出考量;因此只有那些真正需要亚毫秒级反应能力的任务才值得投入相应资源. - **容量规划**: 明确知晓当前硬件设施所能提供的最大可用RAM总量之后再分配给各个应用程序模块以免造成争抢现象进而拖累全局表现. - **灾难恢复计划制定**: 即使有了完善的WAL保护措施仍需定期备份重要资料以防万一遭遇不可预见的重大事故导致原始副本丢失无法挽回损失. 最后提醒一点就是尽管理论上讲任何规模大小都可以尝试切换成全内存模式运作但实际上对于超大规模集群而言可能还需要更多定制开发才能达到理想效果所以建议从小试点项目起步逐步积累经验教训最终推广开来形成规模化效应. ---
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