内存数据库系统

概述

内存数据库是将内存作为主存储设备的数据库系统。内存数据库有时也称主存数据库，In-Memory DataBase等。

内存作为数据存储设备，磁盘是数据的永久存储及后备存储设备。

内存数据库的发展历程

内存数据库的雏形期

1969年IBM公司研制了世界上最早的层次数据库管理系统IMS。其中Fast Path部分是一个支持内存驻留数据的商业化数据库。

内存数据库的研究发展期

1984年—1990年提出了主存数据库的概念，并研发出了OBE、MM-DBMS、System M等内存数据库。

内存数据库的产品成长期

1994年以来随着硬件的发展，内存数据库快速发展，第一个商业化的主存数据库Polyhedra等产品纷纷出现。

内存数据库的特性

高吞吐率和低访问延迟

数据可直接被处理器访问，不需要磁盘数据库的缓冲。

并行处理能力

多通道存储器技术，理论上每增加一条通道，数据发送性能相较于单通道而言会增加一倍。目前为四通道技术内存访问机制。

硬件相关性

内存数据库的性能受到硬件特性的直接影响，主要是多核处理器、高性能存储器、高速连通。

内存数据库的关键技术

数据存储

行存储模型、列存储模型、混合模型等。

查询处理及优化

查询处理性能主要由内存访问性能和内存处理性能决定。

1. 面向cache特性的查询处理与优化技术。
2. 索引技术。
3. 面向多核的查询处理技术。
4. 面向众核的查询处理技术。

并发与恢复

并发控制

与磁盘数据库的并发控制基本一样。内存数据库事务执行时间较短，系统冲突较少，可以采用较大的封锁粒度、乐观加锁方式等并发控制方法。

恢复机制

内存的数据易丢失，所以数据和日志需要在磁盘等非易失性存储介质中。

小结

1. 硬件的发展为内存数据库提供良好的平台。
2. 内存OLTP数据库软件比较成熟，应用在了金融、电信等实时响应要求高的行业。
3. 当前服务器支持TB级内存，在数据压缩的技术下，内存数据库能够支持数倍甚至数十倍于内存的大数据处理任务。