嵌入式内存数据库引擎的研究与设计

务处理相似;然而，当内存数据库用于实时系统时，既实时内存数据库中，事务处理由于受到了时间上的限制，传统数据库的事务处理已经不再适用。传统的"ACID" 的事务概念及模型对实时事务不适合。实时事务表现出了许多不同的特征，如实时性和相关性。虽然实时事务的正确性与传统事务一样，也包括数据库状态正确性和事务执行正确性两个方面，但其含义与内容有很大的不同。在实时事务中，数据库状态正确性包含内部一致性和时间一致性，事务执行正确性则包含其结果正确性、行为正确性、结构正确性和时间正确性等。事务调度也要采取相关的实时调度算法。本文中讨论的内存数据库引擎针对非实时系统。

　　3. 3 系统恢复

　　数据库的备份是数据库的副本以及一些控制信息，在出现故障的情况下，可以随时用它进行恢复。数据库备份最小化了数据丢失，能够让您使用恢复过程，从备份副本中重新构造失败的数据库。有多种类型的失败导致需要恢复数据库。其中包括语句失败、用户错误、进程失败、数据库实例失败、媒介失败等。但不是所有类型的失败都需要进行人工交互。但是，在内存数据库系统中，由于所有操作都直接作用于内存中的数据库主拷贝上，数据库极易受到操作系统和应用软件错误造成的破坏，因此MMDB的恢复技术如备份、检验点(Checkpoint)和重启动(restart)等都较常规的磁盘数据库(DRDB)复杂。人们从体系结构、事务提交、日志系统到备份、检验点算法等各个方面进行了大量的研究和探索。日志管理是内存数据库恢复机制中至关重要的一环。由于内存有易失性，日志最好保存于另一稳妥的介质上(如磁盘、非易失内存等)，而对日志的I/O操作又将在某种程度上影响MMDB的性能，可能成为瓶颈影响系统的事务吞吐量。为此，人们研究了各种各样的解决办法，比如构造非易失内存用于保存部分日志;采用"成组提交"的技术，使用影子内存技术等来解决日志瓶颈问题。在检验点方面，为了提高系统效率，通常力图使检验点操作和事务处理同时进行。为了提高速度指标和综合性能，MMDB系统往往利用附加的硬件设备如非易失内存、专用的日志处理器、检验点处理器等来支持高效、快速的数据恢复。

　　4 面向3G平台嵌入式内存数据库引擎的设计

　　4.1 3G平台中数据库子系统整体架构

　　4.1.1 数据库系统各功能模块在3G平台系统中的位置 3G软件平台包括图1所示的除OS和BSP外的6大软件子系统。

图1 3G 软件平台系统分布图

　　DataBase 子系统负责管理平台的物理资源和平台实现的信令、协议的配置信息，同时向其它子系统提供数据库访问接口。它工作于操作系统之上。 承载子系统向业务子系统、信令子系统、OAM和网管子系统提供ATM、IP、等方面的承载服务。它工作于操作系统和DataBase 子系统之上。 信令子系统实现窄带No.7 信令、宽带No.7 信令、IP信令、网关控制信令，向业务处理子系统提供服务。它工作于操作系统、DataBase子系统和承载子系统之上。 系统控制子系统负责对整个系统的监控、启动、版本下载等。它工作于操作系统和DataBase 子系统之上。

　　OAM 和网管子系统提供平台与网管后台的统一接口，负责对平台的协议、信令进行配置和管理，以及提供必要的统计数据。它工作于操作系统、承载子系统、DataBase子系统之上。

　　业务处理子系统实现系统提供的各种业务。它工作于操作系统、承载子系统、信令子系统、DataBase子系统之上。

　　数据库子系统分布在3G 平台各处理器上。从结构上看数据库子系统属于分布式数据库系统;主要为平台各个子系统提供数据支持，并为将来其上的扩展业务提供支持易扩充机制的数据库模型。

　　4.1.2 数据库子系统内部模块划分

　　数据库子系统内部划分五大功能模块，支持数据来源为RAM、FLASH、硬盘特定格式以及商用数据库等多种介质。五大功能模块分别是：输入输出模块、对象管理模块、业务处理模块、维护管理模块及平台系统工具包。

　　输入输出模块(I/O模块)负责完成整个平台所有与硬件介质相关的数据、装载、转储、存储空间管理等等相关功能。

　　对象管理模块是整个平台的核心模块(DBCORE)，完成主体功能，即对内存数据、表、索引、锁等等系列对象的核心组织功能，对整个系统的性能高低有决定性的影响。提供简易的内部并发控制手段。

　　业务处理模块是针对数据库平台的用户提供的使用接口层，完成对内存数据库的访问服务。可以支持API 方式及类SQL 访问方式。支持分布式数据访问方式。 维护管理模块完成对整个平台系统的监控及管理，包括探针、告警、日志、实时业务跟

踪、远程网络访问等等系列功能的实施。 平台系统工具包针对各模块均有完善