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随着内存价格不断走低,存储芯片的集成度越来越高,在内存中存储越来越大的数据库变得可行。这使得内存数据库(MMDB)变得更加实用。内存数据库因为其快速的数据访问能力,使其能比磁盘数据库(DRDB)更适合于需要快速响应和高事务吞吐量的应用环境。对于那些需要在严格要求的时间段内完成事务请求的实时应用系统,和需要支持大数据量并发访问的高性能事务处理平台来讲,内存数据库都是一个理想的选择。本文深入分析了内存数据库和磁盘数据库的差异,突出了内存数据库的自身特点,从数据结构和算法两个方面考虑了内存数据库管理系统实现方式,着重考察了内存数据库的缓存优化技术、恢复技术和存储技术。 本文第1章引入了内存数据库的概念,介绍了MMDB和DRDB的差异性,并着重介绍了MMDB主要几个研究方向的研究发展现状。第2章研究了MMDB的索引结构。文中列举了现今在MMDB系统中所使用的树型索引结构,并重点研究这些索引在CPU缓存利用方面的问题。在此基础上,提出了“改进型缓存敏感B+树(CSB+树)”。它不仅考虑到缓存失配对系统性能的影响,同时也考虑到TLB失配的因素,利用其结构上的优化设计,相比其他的缓存敏感索引能够提供更好的缓存操作性能。第3章研究了MMDB恢复技术。MMDB的恢复机制对整个系统的可靠性和性能有重要意义。文中在研究已有恢复技术的基础上,提出了“快速恢复模型”。该模型依据快速日志驱动检查点算法、重载算法,以及模型架构上的支持,不仅能保证系统的可靠运行,同时能在系统崩溃时提供快速、高效的恢复系统的手段。第4章研究了MMDB存储技术。文中详细探讨了数种在MMDB系统中可以使用的存储模型,并列举出他们各自的不足之处,尤其在MMDB系统要求处理器缓存操作高效率的前提下,这些存储模型的性能缺陷。随后,文中提出“交叉属性存储模型”,该存储模型通过在页面内将相同属性的值分组存放来提高缓存性能,能更好的满足MMDB系统对处理器缓存操作效率的要求,提供更好地存储和操作性能。第5章为本论文的总结,展望了MMDB系统的未来发展方向。