闪存数据库查询优化

最新推荐文章于 2021-09-28 11:47:55 发布

祚儿疯

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分类专栏：闪存数据库文章标签：数据库

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在关系型数据库中，会涉及到大量的查询操作，查询操作往往还涉及不同表之间的连接操作，而连接操作需要大量的IO开销，传统的数据库的查询优化都在顺序IO上优化，到闪存上，闪存的随机读和顺序读性能都很出色，那么面对随机读性能好的优势，在查询和连接索引上，数据库需要进行哪些优化，本章就对这个点进行优化。

1、数据库还有一个很重要的是页面布局的概念

指的是数据库的表中有不同的元组，这些元组的数据是一行一行显示的，但是存储的时候都是许多的元组存放在一个页的形式，在将这个页写入到闪存上，那么这个页中行组是如何组织的，这就是页面布局的概念。

2、传统的按照行存储的页面布局NSM和按照列存储的DSM

基本思想：

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各自的优缺点

NSM的优点：行组中所有的数据都存在一个页中，当行组内多个属性进行查询操作的时候，只用设计到本个页的读取，性能好
NSM的缺点：在读取数据的时候，需要顺序的扫面每个元组，然后删选出需要的查询属性，当查询属性很少的时候，这个时候会消耗大量的带宽

DSM的优缺点

DSM的优点：支持大量的并发的用户查询，因为只用在特定的页中读取对应的属性即可，IO开销较小，而且对于同属性的数据，可以进行数据压缩，效果也比较好
DSM的缺点：需要存储元组的ID的额外的存储开销，以及执行连接操作时需要大量重构的开销
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具体实现

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3、NSM模型在一个页上的具体存储布局

基本原理

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4、DSM模型的页内布局

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5、由于行式存储和列式存储都有自己的优劣，那么有没有一种兼有两种优势的存储方案，是有的，就是PAX存储模型

基本思想

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简单来说，就是在NSM模型的页内，设置多个minipage，minipage就是按照DSM的方式把不同的属性设置在不同的组织方式下。

页内的具体存储模型

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6、PAX、NSM、DSM的特性的比较

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7、PAX存储模型为什么适用于在闪存上

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简单来说，因为PAX的页内布局方案，由于传统的数据库的存储介质是磁盘，那么磁盘的随机寻址的开销，那么即使在页内的minipage也需要随机寻址，这样寻址的时间可能给磁盘去读另外一个页了，也就是说在PAX在页内跳过无用的minipage时，这时候跳过无用页的大小要大于顺序读在这段时间跳过的无用页，传统的磁盘的随机读性能非常的差，PAX在此上可能并不会有很大的提升优势。