本說明書涉及數(shù)據(jù)庫，尤其是涉及一種數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)鎖競爭優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為保證事務(wù)的acid特性以及多版本并發(fā)控制，往往由一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(下稱“事務(wù)系統(tǒng)”)維護(hù)所有事務(wù)運(yùn)行的相關(guān)信息，例如活躍的事務(wù)序號(hào)、全局讀寫事務(wù)列表、最大事務(wù)序號(hào)等信息，并通過一個(gè)全局互斥鎖實(shí)現(xiàn)對事務(wù)系統(tǒng)資源的互斥訪問。在事務(wù)執(zhí)行的各個(gè)階段，如事務(wù)開啟、提交、rc隔離級(jí)別的快照讀，需要頻繁使用該全局互斥鎖，以實(shí)現(xiàn)對事務(wù)系統(tǒng)所維護(hù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的獨(dú)占訪問，而在高并發(fā)的業(yè)務(wù)場景下，由于并發(fā)事務(wù)對事務(wù)系統(tǒng)資源的頻繁訪問，使得用于保護(hù)事務(wù)系統(tǒng)的互斥鎖競爭成為性能瓶頸，一定程度上限制了數(shù)據(jù)庫對多核資源的利用效率。因此，亟需一種數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)鎖競爭優(yōu)化方法，在保證事務(wù)acid特性以及多版本并發(fā)控制以及原有事務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)功能與邏輯的正確性前提下，解決事務(wù)系統(tǒng)的全局互斥鎖成為數(shù)據(jù)庫在高并發(fā)場景下性能瓶頸的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于目前在高并發(fā)的業(yè)務(wù)場景下，由于并發(fā)事務(wù)對事務(wù)系統(tǒng)資源的頻繁訪問，使得用于保護(hù)事務(wù)系統(tǒng)的互斥鎖競爭成為性能瓶頸，一定程度上限制了數(shù)據(jù)庫對多核資源的利用效率，提出了本方案以便克服上述問題或者至少部分地解決上述問題。

2、一方面，本說明書的一些實(shí)施例的目的在于提供一種數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)鎖競爭優(yōu)化方法，所述方法包括：

3、獲取當(dāng)前全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集；

4、將所述全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集映射為哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

5、根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的預(yù)估并發(fā)量確定哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，并根據(jù)所述哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，基于均衡拆分策略將全局活躍讀寫事務(wù)拆分至多個(gè)哈希桶；

6、利用每個(gè)哈希桶對應(yīng)的獨(dú)立互斥鎖對每個(gè)哈希桶的臨界資源進(jìn)行保護(hù)。

7、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫事務(wù)的隔離級(jí)別至少包括讀已提交級(jí)別。

8、進(jìn)一步地，將所述全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集映射為哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括：

9、維持全局活躍讀寫事務(wù)列表與事務(wù)輔助索引集之間的索引關(guān)系不變，對所述全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集進(jìn)行哈希處理，得到具有索引關(guān)系的哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

10、進(jìn)一步地，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的預(yù)估并發(fā)量確定哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，并根據(jù)所述哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，基于均衡拆分策略將全局活躍讀寫事務(wù)拆分至多個(gè)哈希桶，包括：

11、根據(jù)所述預(yù)估并發(fā)量所在區(qū)間確定哈希桶數(shù)量；

12、通過所述哈希桶數(shù)量確定哈希桶序號(hào)；

13、將所述全局活躍讀寫事務(wù)除以所述哈希桶數(shù)量，以進(jìn)行取余運(yùn)算，得到取余結(jié)果；

14、根據(jù)所述取余結(jié)果確定每個(gè)活躍讀寫事務(wù)所對應(yīng)的哈希桶序號(hào)，從而將所述全局活躍讀寫事務(wù)分配至多個(gè)哈希桶。

15、進(jìn)一步地，根據(jù)所述預(yù)估并發(fā)量所在區(qū)間確定哈希桶數(shù)量，包括：

16、獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的實(shí)際并發(fā)量區(qū)間；

17、根據(jù)預(yù)設(shè)的哈希桶數(shù)量匹配表，確定所述實(shí)際并發(fā)量區(qū)間對應(yīng)的哈希桶數(shù)量。

18、進(jìn)一步地，根據(jù)所述預(yù)估并發(fā)量所在區(qū)間確定哈希桶數(shù)量，進(jìn)一步包括：

19、獲取與當(dāng)前數(shù)據(jù)庫具有相同業(yè)務(wù)場景的數(shù)據(jù)庫的最大承載并發(fā)量、歷史實(shí)際并發(fā)量以及所述歷史實(shí)際并發(fā)量對應(yīng)的歷史網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和硬件配置；

20、建立歷史實(shí)際并發(fā)量與所述歷史網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和硬件配置以及所述最大承載并發(fā)量之間的回歸分析模型；

21、將當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)及硬件配置以及最大承載并發(fā)量輸入至回歸分析模型中，得到當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的預(yù)測并發(fā)量，以確定預(yù)測并發(fā)量區(qū)間；

22、利用所述預(yù)測并發(fā)量區(qū)間及實(shí)際并發(fā)量區(qū)間確定目標(biāo)并發(fā)量區(qū)間；所述實(shí)際并發(fā)量區(qū)間為所述目標(biāo)并發(fā)量區(qū)間的子集；

23、根據(jù)預(yù)設(shè)的哈希桶數(shù)量匹配表，確定所述目標(biāo)并發(fā)量區(qū)間對應(yīng)的哈希桶數(shù)量。

24、進(jìn)一步地，利用每個(gè)哈希桶對應(yīng)的獨(dú)立互斥鎖對每個(gè)哈希桶的臨界資源進(jìn)行保護(hù)后，進(jìn)一步包括：

25、根據(jù)所述哈希桶中全局活躍讀寫事務(wù)列表的變更，構(gòu)造基于時(shí)間序號(hào)的日志流；

26、根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間周期獲取最新日志流，形成當(dāng)前時(shí)刻下的全局活躍讀寫事務(wù)列表的副本，響應(yīng)于讀視圖創(chuàng)建操作獲取最新日志流，形成讀視圖創(chuàng)建時(shí)刻下的全局活躍讀寫事務(wù)列表的副本，從而實(shí)現(xiàn)全局活躍讀寫事務(wù)快照。

27、另一方面，本說明書的一些實(shí)施例還提供一種數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)鎖競爭優(yōu)化裝置，所述裝置包括：

28、獲取模塊，用于獲取當(dāng)前全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集；

29、映射模塊，用于將所述全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集映射為哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

30、拆分模塊，用于根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的預(yù)估并發(fā)量確定哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，并根據(jù)所述哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，基于均衡拆分策略將全局活躍讀寫事務(wù)拆分至多個(gè)哈希桶；其中，每個(gè)哈希桶均具有一把獨(dú)立互斥鎖；

31、優(yōu)化模塊，用于利用每個(gè)哈希桶對應(yīng)的獨(dú)立互斥鎖對每個(gè)哈希桶的臨界資源進(jìn)行保護(hù)。

32、另一方面，本說明書的一些實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器、以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行上述方法的指令。

33、另一方面，本說明書的一些實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被計(jì)算機(jī)設(shè)備的處理器運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行上述方法的指令。

34、另一方面，本說明書的一些實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被計(jì)算機(jī)設(shè)備的處理器運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行上述方法的指令。

35、本說明書的一些實(shí)施例提供的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果：

36、本說明書的實(shí)施例首先自動(dòng)獲取當(dāng)前全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集，并對全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集進(jìn)行哈希處理，以便于對全局活躍讀寫事務(wù)進(jìn)行拆分，進(jìn)行拆分時(shí)，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的預(yù)估并發(fā)量確定合適的哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，并根據(jù)哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)將全局活躍讀寫事務(wù)均衡地拆分至多個(gè)哈希桶，從而利用每個(gè)哈希桶對應(yīng)的獨(dú)立互斥鎖對每個(gè)哈希桶的臨界資源進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)鎖的細(xì)粒度拆分，提高數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)的處理吞吐量。

37、上述說明僅是本說明書的一些實(shí)施例技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本說明書的一些實(shí)施例的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本說明書的一些實(shí)施例的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本說明書的一些實(shí)施例的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.一種數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)鎖競爭優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫事務(wù)的隔離級(jí)別至少包括讀已提交級(jí)別。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集映射為哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的預(yù)估并發(fā)量確定哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，并根據(jù)所述哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，基于均衡拆分策略將全局活躍讀寫事務(wù)拆分至多個(gè)哈希桶，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述預(yù)估并發(fā)量所在區(qū)間確定哈希桶數(shù)量，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述預(yù)估并發(fā)量所在區(qū)間確定哈希桶數(shù)量，進(jìn)一步包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用每個(gè)哈希桶對應(yīng)的獨(dú)立互斥鎖對每個(gè)哈希桶的臨界資源進(jìn)行保護(hù)后，進(jìn)一步包括：

8.一種數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)鎖競爭優(yōu)化裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器、以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述方法的指令。

10.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被計(jì)算機(jī)設(shè)備的處理器運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述方法的指令。

11.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述方法的指令。

技術(shù)總結(jié)
本說明書涉及數(shù)據(jù)庫技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種數(shù)據(jù)庫事務(wù)系統(tǒng)鎖競爭優(yōu)化方法及裝置。該方法包括：獲取當(dāng)前全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集；將所述全局活躍讀寫事務(wù)列表及事務(wù)輔助索引集映射為哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的預(yù)估并發(fā)量確定哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，并根據(jù)所述哈希桶數(shù)量及哈希桶序號(hào)，基于均衡拆分策略將全局活躍讀寫事務(wù)拆分至多個(gè)哈希桶；其中，每個(gè)哈希桶均具有一把獨(dú)立互斥鎖；利用每個(gè)哈希桶對應(yīng)的獨(dú)立互斥鎖對每個(gè)哈希桶的臨界資源進(jìn)行保護(hù)。通過本說明書實(shí)施例，可改善數(shù)據(jù)庫的性能,解決事務(wù)系統(tǒng)的全局互斥鎖成為數(shù)據(jù)庫在高并發(fā)場景下性能瓶頸的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭皓廣,史晨陽,彭曉,王志剛,王莉莉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國光大銀行股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9