[发明专利]用于在易失性存储器内保持关系型数据的列向量的技术

说明书

相关申请的交叉引用；权益声明

本申请主张2012年10月2日提交的临时申请61/709142和2011年12月8日提交的临时申请61/568644的权益，根据U.S.C§119(e)，通过引用将二者的整体内容合并于此，如同在本文中完整阐述一样。

本申请还涉及与本申请同日提交的题为“TECHNIQUES FOR MORE EFFICIENT USAGE OF MEMORY-TO-CPU BANDWIDTH”的美国专利申请No._______(代理案号50277-3876)，通过引用将其内容合并于此，如同在本文中完整阐述一样。

技术领域

本发明涉及关系型数据库系统，更特别地，涉及用于在易失性存储器中以提高数据库操作效率的方式存储逻辑上存在于关系型结构中的数据的技术。

背景技术

关系型数据库系统将数据存储在诸如表和索引之类的关系型结构中。然而，存储、检索和操纵数据的实际格式通常与表的逻辑结构没有关系。

例如，图1是常规关系表格100的方框图。关系表格100包括行r1至r8和列c1至c5。每行一般对应于一逻辑实体，每列对应于该实体的一属性。例如，在雇员表格中，每行可对应于一雇员，每列可对应于不同的雇员属性(姓名、年龄、薪水、电话号码等)。

行和列的交叉点定义一单元。存储在给定单元内的值是用于与所述行相关联的实体的、与所述列相关联的属性的值。例如，假设行r2与名为“Mary”的雇员相关联，并且列c2用于属性“age”。在这种情况下，存储在由行r2和列c2形成的单元内的值(以r2c2示出)可以是17，指示Mary是17岁。

已经开发了各种数据库语言以便容易地存取由关系型数据库系统管理的数据。一种常见的数据库语言是SQL。这种语言允许用户形成对数据进行引用的查询，就像数据实际上存储在关系型结构中那样。然而，存储和访问关系型数据的实际结构通常比简单二维表格复杂得多。

例如，图2示出了表格100中的数据实际上可由关系型数据库系统如何存储在盘200上。如图2所示，表格的数据散布在若干盘块(disk block)202、212和222上。在盘块内，任意给定行的数据一般连续存储。每行的数据连续存储的存储格式被称为“行优先格式”。例如，行r1的各列的值连续存储在盘块202内。

然而，诸如行r3和r5之类的某些行的值可能实际上跨越两个盘块。例如，行r3的列c1和c2的值处于盘块202中，而行r3的列c3、c4和c5的值处于盘块212中。

存储任意给定表格的数据的盘块可以按非特定顺序散布在盘各处。每个盘块一般具有存储逻辑填充表格的实际值(“关系型数据”)的部分以及存储关于关系型数据的元数据的头部。例如，盘块202、212和222分别具有头部204、214和224以及关系型数据部分206、216和226。1996年3月11日提交的题为“Method and Apparatus for Providing Isolation Levels in a Database System”的美国专利No.5870758中示出了可以在盘块内如何组织关系型数据的例子。

图3是可管理对表格100的访问的典型数据库系统300的框图。参考图3，典型的数据库系统300包括存储子系统320，数据库系统300管理的数据持久地存储于其上。在图3所示的数据库系统300中，存储子系统320包括包含存储表格100的关系型数据的盘块202、212和222的盘200。

除了存储子系统320之外，数据库系统300包括易失性存储器330和CPU340。典型地，用于存储关系型数据的持久储存器的大小显著大于当数据是数据库命令的目标时数据必须被载入其中的易失性存储器330的大小。因此，关系数据库服务器一般采用缓冲高速缓存332，数据库服务器334将包含作为数据库操作的目标的数据的盘块的拷贝暂时存储在缓冲高速缓存332中。如图3所示，响应于盘块202内的某些数据是一操作的目标，盘块202的拷贝被加载到缓冲高速缓存332中。

当数据库服务器334执行以存储在不同盘块内的数据为目标的操作时，缓冲高速缓存332被这些盘块的拷贝填充。一旦缓冲高速缓存332被填满，将尚未加载的盘块加载到易失性存储器中就涉及替换先前加载到易失性存储器中的盘块拷贝。如果正被替换的盘块拷贝已经改变，则该盘块拷贝的数据一般需要被回冲到盘。