[发明专利]基于可配置缓存映射的选择性文件系统缓存

说明书

发明领域

本发明总体上涉及数字计算机系统。

发明背景

信息促进商业。当今的公司前所未有地依赖于联机的、频繁存取的、不断变化的数据以开展它们的业务。联机事务处理（OLTP）系统是商业运转的重要组成部分。

典型的OLTP系统包括利用数据库上产生的多次更新来处理从简单到中等复杂的事务。OLTP环境中的数据库性能在较大程度上依赖于数据库应用程序的I/O速度和存储器配置以及支持数据库应用程序的文件系统。存在大量的正在进行的开发，目的是提高I/O性能和存储器子系统性能。

Oracle磁盘管理器（ODM）是一种可以由数据库应用程序所使用的替代I/O接口。通过在每次系统呼叫时允许多个I/O请求，减少管理文件描述符上的开销并增强文件管理语义，该I/O接口提供了优于标准POSIX I/O接口的改进。

然而，ODM具有一些潜在性能问题。例如，ODM提供了直接I/O接口，从而绕过了文件系统缓存方案。这种直接I/O接口的优点是它简化了某些I/O请求（例如，通过绕过文件锁定机制和方案）。然而，由主文件系统阻止缓存在其他类型的I/O请求上具有性能缺陷。这样，传统的ODM接口会强加给数据库管理员一个不受欢迎的命题。

发明内容

本发明的实施方案可以提供绕过文件系统缓存结构的一种直接I/O能力。本发明的实施方案实现一种有条件的缓存功能，其中由应用程序产生的某些I/O请求实际上使用该文件系统结构。该选择性缓存或非缓存决策是基于配置设定和从应用程序接收的元数据，该元数据提供了应用程序将如何使用该I/O请求的指示。

在一个实施方案中，本发明包括一种基于计算机的方法，该方法用于执行选择性文件系统缓存。该方法包括从一个应用程序接收多个I/O请求并将这些I/O请求中的每一个与一个可配置缓存映射进行比较，其中该可配置缓存映射基于I/O类型和文件类型来控制选择性缓存。处理这些I/O请求中的每一个以便基于该可配置缓存映射来作出多个缓存决策。根据这些缓存决策在这些I/O请求中的每一个上执行选择性缓存。

在一个实施方案中，该I/O类型和文件类型被接收为与这些I/O请求相关联的元数据。

在一个实施方案中，该应用程序向一个应用程序缓存器中执行应用程序I/O请求的面向应用程序的缓存，该应用程序缓存器与一个文件系统缓存器相分离。

在一个实施方案中，该应用程序向该文件系统提供一个非缓存指示以便执行直接I/O，从而使该文件系统不对该直接I/O进行缓存。

在一个实施方案中，该应用程序是数据库应用程序。

在一个实施方案中，该应用程序通过ODM兼容接口模块与该文件系统相对接。

在一个实施方案中，该可配置缓存映射是通过该文件系统的命令行接口由用户定义的。

在一个实施方案中，该可配置缓存映射是通过该文件系统的GUI接口由用户定义的。

在一个实施方案中，至少一个缓存决策使得该文件系统向一个文件系统缓存器中执行预读缓存。

在一个实施方案中，该缓存决策和可配置缓存映射来执行该预读缓存。

在另一个实施方案中，本发明被实施为一种计算机可读存储介质，在该介质上存储有计算机可读指令，如果由计算机系统执行，该指令使得该计算机系统执行一种方法。该方法包括从一个数据库应用程序接收多个I/O请求并且将这些I/O请求中的每一个与一个可配置缓存映射进行比较，其中该可配置缓存映射基于I/O类型和文件类型来控制选择性缓存。该I/O类型和文件类型包括与这些I/O请求相关联的元数据。该方法进一步包括处理这些I/O请求中的每一个以便基于该可配置缓存映射来作出多个缓存决策，并且根据这些缓存决策在这些I/O请求中的每一个上执行选择性缓存。

在另一个实施方案中，本发明被实施为一种数据库计算机系统。该数据库计算机系统包括连接到一个计算机可读存储介质并执行计算机可读代码的一个处理器，该代码使得该计算机系统从一个数据库应用程序接收多个I/O请求并将这些I/O请求中的每一个与一个可配置缓存映射进行比较。该可配置缓存映射基于I/O类型和文件类型来控制选择性缓存。该I/O类型和文件类型包括与这些I/O请求相关联的元数据。该计算机系统处理这些I/O请求中的每一个以便基于该可配置缓存映射来作出多个缓存决策。该计算机系统根据该缓存决策在这些I/O请求中的每一个上执行选择性缓存。