3、数据库性能优化：硬件与操作系统的交互

数据库性能优化：硬件与操作系统的交互

1. 引言

在当今数据密集型应用的需求下，优化数据库性能不仅限于调优和扩展。硬件和操作系统在其中扮演着至关重要的角色。通过深入了解数据库如何与硬件和操作系统交互，我们可以找到更多的性能优化机会。本文将探讨数据库如何利用现代硬件和操作系统来提升性能，涵盖CPU、内存、存储和网络等方面。

2. 数据库与CPU的交互

2.1 CPU核心间的协作

现代CPU的核心数量不断增加，但单个核心的性能提升已经趋于饱和。因此，性能提升主要依赖于多个核心之间的协作。在多核环境下，数据库需要解决两个主要问题： 资源争用 和 任务分配 。

2.1.1 粗粒度锁定 vs 细粒度锁定

• 粗粒度锁定 ：应用程序线程会因争夺数据控制权而等待，无法进行有效的任务处理。
• 细粒度锁定 ：虽然可以减少争用，但由于锁本身的开销，即使在无争用的情况下也会产生显著的性能损失。

2.2 未来-承诺（Futures-Promises）设计

未来-承诺模型是一种异步编程模型，可以有效地利用多核CPU。一个 future 代表一个尚未确