分布式数据库技术中的体系结构问题

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：要讨论体系结构问题，首先要回顾前面提到的体系结构模型，再讨论本块恢复管理器和数据库缓冲管理器间的接口。要指出的是，LRM执行的事务操作仅对易失数据库实施。如果没有空余的缓冲空间，LRM就选择一个缓冲页面写入稳定数据库，空出一个页面，再读一个请求的页面到空出来的缓冲空间。数据库缓冲管理器也提供接口，借助该接口，LRM可以让它写回缓冲页面。

要讨论体系结构问题，首先要回顾前面提到的体系结构模型，再讨论本块恢复管理器和数据库缓冲管理器（buffer manager，BM）间的接口。

数据库的所有存取都是通过数据库缓冲管理器实现的。关于数据库缓冲管理器的讨论这里不想深入。本地恢复管理器和数据库缓冲管理器间的接口如图10.5所示。

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图10.5　本地恢复管理器和数据库缓冲管理器间的接口

图10.5中，我们区分了辅存（图左部的圆柱体部分）和主存（图右部的矩形部分）两部分，两者之间通过读（read）、写（write）命令交互。

假设数据库永久存放在辅助存储器里，称为稳定存储器（stable storage），简称稳存。存放在稳定存储器里的数据库称为稳定数据库，其数据的存取单位是页面（page）。

数据库缓冲管理器把最近访问的数据都放在内存缓冲里，优点是可以提高性能。一般我们可以把缓冲分配成与稳定数据库一样大小的页面。这部分数据库就称为易失数据库（volatile database）。要指出的是，LRM执行的事务操作仅对易失数据库实施。以后再让易失数据库里的数据写回稳定数据库。

如果按照事务要求，LRM要读一个数据页面，它就发出一个取（fetch）命令，表示它想读这个页面。数据库缓冲管理器检查这个页面是否已经在缓冲里（即前面的事务可能已经取过这个页面），若是，则让它给该事务使用；否则，就从稳定数据库中读取该页面到数据库缓冲管理器（条件是该缓冲管理器有空闲空间）。如果没有空余的缓冲空间，LRM就选择一个缓冲页面写入稳定数据库，空出一个页面，再读一个请求的页面到空出来的缓冲空间。(https://www.chuimin.cn)

数据库缓冲管理器也提供接口，借助该接口，LRM可以让它写回缓冲页面。这可以使用刷新（flush）命令来实现。

从上可以看出，数据库缓冲管理器是存取数据库的唯一管道，它主要提供如下三个功能。

●为给定页面搜索缓冲池。

●如果该页面没有在缓冲空间里，则为其分配一个空闲的缓冲区，从辅存将该页面放入该空闲的缓冲区。

●如果没有空闲的缓冲区可用，则选择一个缓冲页面进行替换。典型情况下，缓冲页面在事务间共享，所以搜索是全局性的。缓冲页面的分配是动态进行的。

分配要做的另一个工作是取数据页。最常用的技术是按需分配页面，在需要时将页面放入缓冲。页面替换是第三个功能，当替换缓冲页面时，最有名的技术是最近最少使用（LRU）算法。

分布式数据库技术中的体系结构问题

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