[发明专利]面向嵌入式内存数据库的非易失性内存存储方法及系统

说明书

本发明提供了一种面向嵌入式内存数据库的非易失性内存存储方法及系统，本发明能够对非易失性内存空间区域进行划分，并利用空间链表对空闲页进行管理，对空间进行分配，同时还可以直接用指令访问非易失性内存，进行字节性管理，能够实现在不降低系统性能的前提下，保证数据的一致性。

技术领域

本发明属于数据存储技术领域，具体涉及一种面向嵌入式内存数据库的非易失性内存存储方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

磁盘数据库是把磁盘作为数据库的存储介质，通过在磁盘上对数据库进行管理。磁盘数据库需要频繁引入I/O操作。同时磁盘设备本身就是要依靠机械运动访问数据。近年来，内存容量不断提高，充分利用内存技术提升数据库性能成为一个研究热点。内存数据库可以利用内存的高速读写特性提高访问效率，同时，根据内存数据库的新特性，根据内存的特性重新设计了数据库引擎。在对数据的缓存、快速索引算法、提高数据库并行能力方面改进。内存数据库通常在系统运行时将整个数据库加载到内存中，从而提高数据库运行时的性能。

目前，很多内存数据库的设计实现都是面向DRAM的，由于DRAM具有掉电丢失数据的性质，每次重启需要很长时间重新加载数据。目前的内存数据库只能将数据库暂存在内存中，而真实数据只能持久化地保存在磁盘或者SSD等外存中。因此，数据库在打开和关闭时，都要在内存和外存之间传输大量数据，其慢速I/O操作会极大地降低性能。此外，为了保证数据的持久性和一致性，现有的内存数据库在运行过程中，需要把修改的内存数据备份到磁盘中。以redis为列，其提供两种持久化数据库的机制。一是快照处理(snapshotting)，在Redis的实现中成为RDB模式，此时Redis在指定时间间隔内生成数据库在内存中的数据集的快照，并写回外存中。然而，RDB模式不能保证最近一个时间间隔内更新操作的持久化和一致性。如果在时间间隔内系统掉电，则Redis就会丢失最近一个时间间隔内的全部数据库更新操作。为了提供更好的数据持久化和一致性保障，Redis提供另一种称为追加文件(Append-Only File,AOF)的机制。AOF机制可以把每一次数据库的更新操作都以日志的形式持久化地记录在外存中。然而，AOF会发起大量I/O操作，极大地降低系统性能。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种面向嵌入式内存数据库的非易失性内存存储方法及系统，本发明能够对非易失性内存空间区域进行划分，并利用空间链表对空闲页进行管理，对空间进行分配，同时还可以直接用指令访问非易失性内存，进行字节性管理，能够实现在不降低系统性能的前提下，保证数据的一致性。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种面向嵌入式内存数据库的非易失性内存存储方法，包括以下步骤：

设置页面大小上限，按照设定上限对非易失性内存空间区域进行划分，利用空间链表对空闲页面进行管理；

判断分配非易失性内存空闲空间的请求中，请求的空间是否大于设定上限，如果是，从空间链表中直接分配相对应数量的连续的空闲块，并调整空闲链表中的基本信息；

如果不是，利用分配器配合页面掩码进行分配。

作为可选择的实施方式，还包括根据存储空间释放量或定时进行空间回收，将完全空的已用页面插入空闲链表中。

作为进一步的限定，进行空间回收的具体方法为在页面上配置位图标志位，标志位为第一状态时，表示该位置为空，判断对应页面的所有标志位是否全为第一状态，如果是，则将该页面插入空闲链表中。

作为可选择的实施方式，所述非易失性内存空间区域包括非易失性内存元数据存储区、元数据存储区和数据库存储区。