[发明专利]分层存储装置中的列式高速缓存

说明书

提供了用于在较低存储层中存储存储器内单元(IMU)并在查询处理需要时将IMU复制到DRAM的技术。还提供了用于在IMU从较高存储层的高速缓存中被逐出时将其复制到较低存储层的技术。提供了用于在存储系统内实现IMU的功能的技术，以使数据库服务器能够将诸如过滤之类的任务推送到存储系统，其中存储系统可以访问其自己的存储器内的IMU以执行任务。与数据集相关联的元数据可以被用于指示用于数据的IMU应当由数据库服务器机器创建还是在存储系统内创建。

技术领域

本发明涉及数据库系统，并且更具体而言，涉及在不同的存储层之间交换存储器内单元(in-memory unit)。

背景技术

改进关系数据库系统中的数据访问时间的一种方式是将整个数据库对象或者其部分预先加载到易失性存储器中。例如，如果表T1的副本已经预先加载到易失性存储器中，那么涉及表T1的操作可以更快地执行。例如，在美国专利No.9,292,564(“镜像专利”)中描述了用于将数据库对象或其部分预先加载到易失性存储器中的技术，该专利通过引用并入本文。

在易失性存储器内，数据库对象(或其部分)的存储器内副本被存储在存储器内单元(“IMU”)中。存储在IMU中的数据被称为组块(chunk)。任何给定的组块都可以包括来自数据库对象的所有数据或来自数据库对象的数据的子集。例如，来自表T1的数据可以被划分成四个组块，这些组块可以分别被加载到四个不同的IMU中。

如“镜像专利”中所解释的，IMU中的数据的格式可以与相同数据在持久性存储装置中存储的格式不同。例如，用于在盘上存储来自表T的数据的格式(“持久格式”)可以是以行为主，而用于在易失性存储器中存储相同数据的格式(“镜像格式”)可以是以列为主。此外，IMU内的数据的一些或全部可以被压缩。当IMU内的数据的一些或全部被压缩时，该IMU可以被称为存储器内压缩单元(“IMCU”)。

可以加载到IMU中的数据的量受可用易失性存储器的量的限制。因此，为了有效地充分利用IMU，有必要智能地选择哪些元素(例如，表、分区、列等等)被加载到IMU中。被选择用于加载到IMU中的数据库元素在本文被称为“待镜像元素”。

理想情况下，在任何给定的时间处，可用于存储IMU的易失性存储器将由来自当前被访问最多的数据库元素中的组块填充。遗憾的是，哪些元素被访问最多会随着时间而改变。例如，在表T1被大量访问的时段期间，在易失性存储器中对表T1的组块进行镜像可以实现最大的益处。然而，在稍后表T1不被访问的时间，使用被表T1的组块占用的易失性存储器来高速缓存正被更多访问的不同的表T2的组块会更有益。在美国专利申请No.14/922,086中描述了用于动态改变哪些数据库元素在易失性存储器中被镜像的技术，该申请全部内容通过引用并入本文。

无论系统如何确定待镜像元素，都有可能先前被选择为待镜像元素的元素不再被选为待镜像元素。这种元素从易失性存储器中被逐出，以便为新选择的待镜像元素释放空间。一旦元素已经从易失性存储器中被逐出，对该元素中的数据项的后续请求就必须以持久格式获得数据项。以持久格式获得数据项可以涉及从盘读取数据项，或者访问先前已加载到缓冲区高速缓存中的盘块的副本。以镜像格式访问数据项的镜像副本不再可能，因为镜像副本已从易失性存储器中被逐出，以便为当前选择的待镜像元素腾出空间。

因此，使用常规技术，元素的数据项通常以镜像格式从非常快的存储装置(易失性存储器)可用，或者仅以持久格式(从盘或高速缓存)可用。对于具有一个或多个存储层(这一个或多个存储层具有在易失性存储器和磁盘之间的性能特性)的系统，这种对数据进行镜像的全有或全无(all-or-nothing)做法是低效的。

本节中描述的做法是可以追求的做法，但不一定是先前已经构想或追求的做法。因此，除非另有说明，否则不应当假定本节中描述的任何做法仅仅因为它们被纳入本节中就符合作为现有技术。

附图说明

在附图中：