[发明专利]用于多核系统的内存同步的系统和方法

说明书

提供了一种用于多核系统(1000)的内存同步的系统(100)，所述系统(100)包括：分配模块(10)，用于向所述多核系统(1000)中的至少一个核(1010‑1，...，1010‑n)分配至少一个内存分区(200‑1，...，200‑n)；映射模块(20)，用于：如果与分配给至少一个核(1010‑1，...，1010‑n)的内存分区(200‑1，...，200‑n)相关联的页表项被修改，通过向所述多核系统(1000)中的至少一个核(1010‑1，...，1010‑n)发送中断，向所利用的多核系统(1000)提供转换后备缓冲器终止的信息；接口模块(30)，用于从用户空间提供访问分配模块(10)的接口。

技术领域

本申请涉及通过将分区绑定到核从而在内存数据库中扩展混合联机事务处理/联机分析处理的领域。本申请尤其涉及一种用于多核系统的内存同步的系统。

背景技术

传统上，需要同时服务于联机事务处理(Online-Transaction-Processing，简称OLTP)和联机分析处理(Online Analytical Processing，简称OLAP)工作负载的数据库系统是分离的，其中一个系统实时服务于OLTP事务负载，另一个单独的系统服务于在预先导入的数据集上运行的OLAP分析工作负载。这种设置有许多缺点：需要更多的物理资源，维护开销，最重要的是妨碍了在OLTP数据库之上近实时地进行OLAP分析，因为必须要将数据从OLTP批量导出并导入到OLAP系统。

利用内存管理单元(Memory Management Unit，简称MMU)提供分析查询的内存快照的想法是，通过使单个数据库同时服务于OLTP和OLAP工作负载来部分解决该问题，但是这样做严重受制于与操作系统内核与底层硬件平台之间的必要交互相关的，具体地，尤其是在呈现了大量计算单元(CPU核)的多核平台的情况下，与操作系统保持TLB缓存表项一致性的责任相关的可扩展性瓶颈。

US 2013/0073513 A1描述了用于维护混合OLTP和OLAP数据库的方法，该方法包括：执行一个或多个OLTP事务；创建虚拟内存快照；通过该虚拟内存快照执行一个或多个OLAP查询。本文所描述的方法进一步包括：复制为响应对数据对象的更新而存储该数据对象所在的虚拟内存页面，由此，更新后的数据对象可以由OLTP事务访问，而未更新的数据对象仍可由OLAP查询访问。相应地，本文描述的混合系统可通过硬件辅助的复制机制来同时处理OLTP和OLAP，以保持事务数据的快照的一致性。

发明内容

本发明的目的是提高多核系统的内存同步，特别是提供一种用于内存数据库中扩展混合OLTP/OLAP的改进技术，该内存数据库利用MMU给硬件辅助的虚拟内存拍摄快照，即制作快照或控制数据版本。

该目的通过独立权利要求的特征实现。结合从属权利要求、说明书和附图，具体实现形式显而易见。

本发明直接解决了内存数据库中的混合OLTP/OLAP的可扩展性问题，该内存数据库利用MMU给硬件辅助的虚拟内存拍摄快照或控制数据版本。

根据第一方面，提供了一种用于多核系统的内存同步的系统，所述系统包括：分配模块，用于向所述多核系统中的至少一个核分配至少一个内存分区；映射模块，用于：如果与分配给至少一个核的内存分区相关联的页表项被修改，通过向所述多核系统中的至少一个核发送中断，向所利用的多核系统提供转换后备缓冲器终止的信息；接口模块，用于从用户空间提供访问分配模块的接口。

换言之，本发明通过呈现从操作系统内核到数据库的接口解决可扩展性的问题，通过该接口数据库可以通知内核关于内存区域或内存分区到特定的中央处理器(centralprocessing unit，简称CPU)核的“绑定”。操作系统内核基于数据库中预先提供的信息有选择性地废止特定的转换后备缓冲器(translation lookaside buffer，简称TLB)和特定核的表项(TLB终止)，而不是向通过线程方式共享数据库地址空间的所有核“广播”TLB终止。