[发明专利]在关系数据库中组织数据记录的方法和设备

说明书

技术领域

本发明的各实施方式涉及数据记录的处理，并且更具体地涉及在关系数据库中组织数据记录的方法、设备和相关计算机程序产品。

背景技术

当前已经开发了许多数据管理系统来对数据记录进行有效地访问和组织。在这些数据管理系统中，关系数据库是企业级市场中占主导地位的数据管理系统。随着访问的数据量的不断增加，对该关系数据库的性能要求也变得越来越高。

以大型银行的银行卡业务为例，由于使用银行卡的客户众多，每天关系数据库可能需要处理数以百万计的在线交易处理(简称“OLTP”)，例如对账户信息的查询和更新。通过分析这些事务，可以发现关系数据库的性能瓶颈通常在于将账户信息加载进存储器(所谓的缓冲池)时的同步I/O操作。因此，如何有效提高缓冲池的命中率以便改进访问数据的效率是克服这一性能瓶颈的关键。

另外，现有的数据组织策略是将数据记录以数据页为最小单位进行组织。尽管随机数据访问通常仅需要读取或写入一个数据记录，但关系数据库不得不将整个数据页加载进缓冲池。这样，可能许多内存将被分配给不常被访问的数据记录，这无疑造成了缓冲池的浪费，从而降低了缓冲池的命中率。

为了提高缓冲池的命中率，已经提出了如下的多种可能解决方案，其中包括：

1)数据预取机制，该机制将所需的数据记录预先加载到缓冲池中。然而，由于该数据预取机制要求数据库的优化器预先知道数据访问的模式，而对于如上所述的账户信息查询和更新的数据访问情形来说，由于下一次的数据访问行为(可以称之为随机数据访问)很难预测，优化器无法预先准确知道数据访问的模式，因此改进此类的随机数据访问性能仍是一个巨大的挑战。

2)增加缓冲池大小或优化缓冲池。通过增加加载数据记录的缓冲池的大小，更多的数据记录可以被保存在内存中。但该解决方案成本较高，此外也不太可能获得与数据表大小相同或接近的内存大小。另外，还可以对缓冲池进行优化。例如，基于历史缓冲池命中率趋势来自动地设置缓冲池大小(Heuristic automated method forideal bufferpool tuning in a computer database，Scott R.Hayes，2001；System and Method to Improve processing time of Database by CacheOptimization，Hans-Juergen Bildhaeuser，2006)以及压缩缓冲池中的数据记录以减小内存的使用量。然而，这样的优化解决方案并不直接针对随机数据访问的属性-难以预测性。

3)改变数据结构。例如，一些应用从主表将经常使用与不经常使用的数据记录归档到若干个表。然而，该解决方案需要对应用进行显著的改变。同时，类似生成报告的批处理可能会变得复杂，因为数据被分配到多个表，这将令应用逻辑难以控制。

4)以文件系统或操作系统中组织数据的方式来组织数据记录。例如，频繁使用的数据应该存储在快速的存储设备中。然而，关系数据库中的数据记录是按照聚集索引的顺序进行存储的，如文件系统或操作系统的数据组织方式将影响数据库中数据记录的顺序访问和插入操作性能。

发明内容

因而需要一种能够在关系数据库中高效地组织数据记录的方法、设备和计算机程序产品，从而有效地提高缓冲池的命中率而不影响对数据记录的顺序访问和插入操作的性能。

本发明的一个实施方式提供了一种用于在关系数据库中组织数据记录的方法。该方法包括：为多个数据记录分别建立索引项，其中每个索引项包括计数器；对于受到随机访问的数据记录，更新相应索引项中的计数器的数值；以及基于多个计数器的数值，重组所述多个数据记录。

本发明的另一实施方式提供了一种用于在关系数据库中组织数据记录的设备。该设备包括：索引项建立装置，用于为多个数据记录分别建立索引项，其中每个索引项包括计数器；索引项更新装置，用于对于受到随机访问的数据记录，更新相应索引项中的计数器的数值；以及重组装置，用于基于多个计数器的数值，重组所述多个数据记录。

根据本发明的各实施方式，通过监视对数据记录的随机访问的次数，并根据对随机访问次数的历史性数据的分析，将数据记录划分在不同的物理分区，从而实现了数据记录的高效存储，有效地提高了缓冲池的命中率，同时没有影响到数据记录的聚集属性。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施方式的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在附图中：