[发明专利]一种面向高竞争情景的并发索引结构的设计方法

摘要

本发明属于大数据技术领域，具体为基于硬件事务内存的面向高竞争情景的并发索引结构设计方法。本发明按照数据冲突的概率将访问索引结构的过程划分为索引阶段和操作阶段，从而降低事务中止的概率和降低事务重试的开销；使用分段存储的方式，将原本分布在同一缓存行上的相邻数据记录分布到不同的缓存行上，避免访问相近记录的线程同时访问到一条缓存行而造成假冲突；利用冲突控制模块在索引阶段和操作阶段的边界前瞻性地检测和消除冲突；利用自适应冲突控制方法调整冲突管理策略，使在不同竞争程度的工作负载下均能取得良好的性能；基于本方法构建的并发索引结构可以充分利用HTM带来的简洁性与高效性，提高并发索引结构在高竞争工作负载下的吞吐率。

主权项

一种基于硬件事务内存的面向高竞争负载的并发索引结构设计方法，其特征在于，具体步骤为：（1）首先，划分事务区间，即根据HTM的并发索引结构在高竞争负载下数据冲突在不同执行阶段内发生的概率，将索引结构的访问操作划分为冲突稀疏的索引阶段和冲突密集的操作阶段，利用HTM事务内存分别保护划分后每个阶段内部代码的事务性执行，并基于版本的一致性控制策略保证划分前后的语义一致性；（2）其次，在冲突密集区域内部，按照分散存储的原则，将原有的连续密集存储的键值对集合按照无序的方式分散存储；并在操作阶段引入调度器，将进入操作阶段的多个读写请求，调度到不同的存储结构上，从而降低冲突的可能性；（3）再次，在采用步骤(1)的划分策略前并发索引结构的访问过程做为一个整体，为了保证划分后的语义与原有的访问语义一致，在第一步划分后的两个阶段即索引阶段和操作阶段间引入基于细粒度咨询锁和布隆过滤器的冲突控制模块，前瞻性地检测和消除数据冲突；（4）最后，利用冲突检测模块自适应地检测工作负载实时的冲突情况，并引入自适应检测模块，用于检测工作负载竞争程度，并根据竞争程度，自适应调整是否采用针对高竞争的优化策略，从而在非高竞争情况下避免不必要的开销，使该数据结构能够适应不同竞争程度的工作负载。