达梦数据库产品白皮书(6)

2019-08-30 11:24

2.1.3 产品性能

达梦数据库具有高性能。DM主要通过以下机制实现了系统的高性能: (1) 可配置的多工作线程处理功能 (2) 高效的并发控制机制 (3) 基于代价的查询优化策略 (4) 执行计划重用 (5) 视图查询合并 (6) 存储过程优化 (7) 数据分区功能 (8) 函数索引 (9) 大对象存取优化 (10) 批量装载工具BCP

(11) 网络通讯优化

2.1.3.1 可配置的多工作线程处理功能

DM允许用户配置工作线程的数目。工作线程是整个系统所公用的资源,不专门为某个特定的连接服务。如果某个数据库操作由于无法取得相应的资源(如锁)而不能继续,将暂停当前的数据库事务,相应的工作线程会立即执行其它的数据库请求服务。所以,在系统硬件及操作系统性能够满足要求的情况下,连接数和任务请求数的增加对DM性能的影响是线性的。DM自动协调工作线程对内存、数据页等物理资源的共享。

2.1.3.2 高效的并发控制机制

DM使用数据锁定机制和多版本并发控制机制来解决并发问题。它可以保证任何时候都可以有多个正在运行的事务,但是所有事务都在彼此完全隔离的环境中运行。

DM数据锁定机制的封锁对象为表和元组。封锁的实施有自动和手动两种,即隐式上锁和显式上锁。隐式封锁动作的封锁根据事务的隔离级有所不同。同时,DM提供给用户4种手动上锁语句,用以适应用户定义的应用系统。一般而言,DM的隐式封锁足以保证数据的

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一致性,但用户可以根据自己的需要改变对表的封锁,以增强系统并发度,提高系统效率。

DM除支持默认并发控制机制外,还支持多版本并发控制机制。默认的并发控制机制下,数据读取操作经常被其他事务的写操作所阻塞,后面的数据读取操作必须被阻塞直到冲突消失。在多版本并发控制机制中,缺省的读提交隔离级下读取操作不会被写操作所阻塞,工作线程会读取冲突行修改前的数据返回。相比之下,多版本控制机制可以减少并发冲突的几率,提高系统整体运行效率。

2.1.3.3 基于代价的查询优化技术

DM采用有效的基于代价的查询优化技术,其优化器可以对统计信息进行分析,智能地生成合适的查询计划。同时还支持查询计划的HINT功能,可供由经验丰富的DBA对特定查询进行优化改进,提高查询效率。

2.1.3.4 执行计划重用

DM对于可以重复使用的语法分析结果进行了可重用处理,这样就大大减少了对类似的SQL语句进行语法分析的开销,对于提高系统运行效率有显著的效果。

2.1.3.5 视图查询合并

视图查询合并功能实际上是DM新增的对视图的一种优化方法。应用中,很多查询是基于视图的,还有更多的视图和基表进行连接查询。在这种情况下,往往会有些基于视图的过滤条件或者视图上的连接条件。视图查询合并的主要功能就是把这些在视图上的过滤条件直接合并到视图的定义语句中,然后重新对整个语句进行总体分析并得出最优的查询计划,提升基于视图的查询效率。

2.1.3.6 存储过程优化

DM对存储过程进行了优化,支持编译型存储过程,相比于解释型存储过程来说,编译型存储过程只在创建时进行编译,以后每次执行存储过程都不需再重新编译,提高了执行速度。

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2.1.3.7 数据分区

数据库分区是一种物理数据库设计技术,主要目的是为了在特定的SQL操作中减少数据读写的总量以缩减响应时间。

DM提供数据分区功能,支持垂直分区和水平分区。水平分区支持范围分区和HASH分区,支持本地索引、全局分区索引、全局非分区索引,同时支持范围分区的拆分、合并和分区切换。

当表和索引变得非常大时,水平分区功能可以将数据分为更小、更容易管理的部分。在水平分区方式中,表的数据存储在多个相互独立的分区中。用户可以根据特定的数据使用模式,使用定义的范围或HASH方法对表进行分区。另外,如果具有多个CPU的系统中存在一个大型表,则对该表进行分区后,可以通过并行操作来获得更好的数据操纵性能。通过对各个子集执行并行操作,可以改善在极大型数据集(例如数千万行以上)中执行大规模操作的性能。

使用分区具有下列优点:

(1) 增强可用性:如果表的某个分区出现故障,表在其他分区的数据仍然可用; (2) 维护方便:如果表的某个分区出现故障,需要修复数据,只修复该分区即可; (3) 均衡I/O:可以把不同的分区映射到磁盘以平衡I/O,改善整个系统性能; (4) 改善查询性能:对分区对象的查询可以仅搜索自己关心的分区,提高检索速度。

2.1.3.8 函数索引

函数索引是建立在表达式上的索引。在索引定义里的函数表达式可以接受多个参数,这些参数可以是表的字段或者常量。索引中的函数或者操作符必须是确定性的,即它们的结果只被参数值影响而不会受到外界系统的影响(如系统时间或者其他表的内容)。

DM的函数索引功能以与列相关的某个表达式为准,计算该表达式的值并储存在索引中,如果用户的WHERE查询条件中包含有函数表达式,通过建立函数索引就可以在查询优化的过程中直接使用预先计算好的表达式值,同时函数索引的建立也增加了使用索引范围

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扫描的可能性,提高了查询效率。

2.1.3.9 大对象存取优化

DM在原有大对象处理的基础上,对大对象存储组织和生成的日志进行了优化,性能有大幅提升。

2.1.3.10 批量装载工具BCP

DM的BCP功能是通过 ODBC应用程序大容量复制函数来实现大容量复制的,大容量复制是在 DM中添加大量行的最快的方法。

任何应用程序都可以在 ODBC应用程序中使用这些发布的大容量复制函数来执行大容量复制操作。应用程序可将数据从文件大容量复制到 DM的表或视图中。也可以从程序变量中将数据大容量复制到 DM的表或视图中。

DM的BCP功能满足了用户对于数据共享和数据转移的高性能要求。

2.1.3.11 网络通讯优化

DM对消息发送条件进行仔细判断,避免和减少无用的网络交互,提高了消息处理的效率,减轻了服务器的负担,降低了等待时间,加速了工作线程的运转,提高了性能。

2.1.4 产品比较优势

2.1.4.1 与国内同类产品比较的优势

达梦数据库具有完全自主知识产权。所有源代码都是自己编写,完全掌握实现原理和体系框架,从而能有效地保证数据库的安全性和可靠性,且使体系结构的改造和功能扩展更加容易,能有效控制体系调整的成本和风险,有利于形成和强化自有的特色功能。多年开发过程中技术的沉淀和经验的积累为产品可持续发展提供了保证。

在技术的积累方面,达梦数据库从1988年开始研究到现在,在近30年的技术积累基础上,投入上千人年,耗资数亿,开发源代码数千万行,吸收了当今国际领先的同类系统及

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开源系统的技术优点,大胆创新,取得了技术上的核心突破,形成了具有完全自主知识产权的DBMS产品系列。。多年开发过程中技术的沉淀和经验的积累为产品可持续发展提供了保证。

技术团队的稳定性方面。达梦公司始终坚持“以人为本”的原则,吸引了一大批有志于推动国产数据库发展的优秀人才。公司技术人员220余人,占公司总人数的70%以上,在公司的技术团队中,绝大多数是计算机科学专业毕业或经过严格专业培训,它们具有丰富的实践经验。另外,核心研发团队稳定,研发人员都具有资深的数据库设计和开发经验,并且核心架构师的带领下,从达梦公司成立之初,就一直专注于达梦数据库的开发和升级,

达梦数据库具有高安全性,其安全级别达到B1级,远高于进口到国内的国外同类产品。它通过了多家第三方评测机构的测试,如军事、公安、安全等机要部门的安全测试,特别的它是目前国内每项安全性测试都率先通过的数据库产品,领先其他厂商达数年。

产品更加成熟。达梦数据库参加了多次的国产数据库选型竞争性测试,最终均取得了成功,例如国家电网智能调度系统,目前达梦数据库在该领域的市场占有率超过70%、中联部对外信息交流平台测试也取得了最后的成功。另外,达梦在历次的省部级的国产数据库集中采购中,也取得了很好的成绩,例如在河北省新闻出版局一次性采购了350套,湖北电子政务一期采购了141套,二期采购了131套。江西省监察厅一次性采购150套。

可持续性发展。达梦数据库在横向发展方面,具有很好的基础,达梦围绕数据库产品,相续开发出了ETL工具、OLAP分析引擎、元数据管理器、数据挖掘套件,并且在众多的数据中心项目中使用和运行,例如商务部的产品预警分析平台、上海浦东区数据中心项目以及成都市数据中心项目等。纵向方面的发展也很顺利,在2011年下半年,达梦数据库的下一代产品DM7.0将推出测试版,在新一代的数据库产品中,采用了基于MPP的设计架构,支持分布式数据集群以及共享集群,并且使用了行存和列存的技术融合,是产品在功能和性能上面都有了很大的提升。

达梦数据库具备了大型通用数据库的功能,能够跨越多种软硬件平台,支持对海量数据的管理和对64位平台的支持,提供了适应复杂环境(如分布式环境)的复杂功能和高级特性,能良好支持各种复杂应用,包括数据中心、系统整合平台等应用的建设。

达梦数据库具有高性能。以国际通用的TPC测试为例,达梦数据库在中低端设备环境中基本与SQL Server相当,明显优于Oracle,在高端设备环境中则与Oracle相当,优于SQL Server。

达梦数据库提供了高稳定性,实现了多种高可用性方案,如双机热备、备份恢复、数据

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