(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210778517.8 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 天津神舟通用数据技 术有限公司 地址 300384 天津市滨 海新区华苑产业区 工华道2号8号楼-1-1 (72)发明人 时文敬　周勇亮　刘碧楠　李彬　 赵冬伟　吴嵩　陈振巍　乐承予　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 王利文 (51)Int.Cl. G06F 16/2455(2019.01) G06F 16/901(2019.01) (54)发明名称 神通数据库三层缓存段搜索管理结构及页 面查找方法 (57)摘要 本发明涉及一种神通数据库三层缓存段搜 索管理结构及页面查找方法， 其技术特点是： 包 括线程级缓存、 段搜索全局缓存和物理空间； 线 程级缓存是一个线程的局部缓存； 段搜索全局缓 存包括全局缓存结点及全局缓存结点管理的一 批空闲页面项， 每个缓存结点管 理的页面项按照 空闲空间档位组织成多级链表； 物理空间采用 PFS页面进行管理， 段内所有PFS页面均为多叉树 状结构， 一个PFS页面管理若干个数据页面， 每个 PFS页面记录一批数据页面以及它们的空间空闲 值。 本发明设计合理， 提高了多线程并发查找页 面的性能， 有效地提高了并发性和吞吐率， 解决 了每次查找页面时都去访问段的PFS树造成大量 I/O以及多个线程并发对PFS树进行搜索时产生 的资源竞争的问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115145961 A 2022.10.04 CN 115145961 A 1.一种神通数据库三层缓存段搜索管理结构， 其特征在于： 包括线程级缓存、 段搜索全 局缓存和物理 空间； 所述线程级缓存是一个线程的局部缓存， 每个线程都有一个数组结构维护固定数目的 页面项， 每个线程级缓存的页面项 是线程私有的， 一个线程最多为某个段缓存一个页面项， 并保存这个段的全局缓存结点指 针和一个序列号， 该序列号用来判断保存的这个全局缓存 结点是否失效； 所述段搜索全局缓存包括全局缓存结点及全局缓存结点管理的一批空闲页面项， 每个 缓存结点管理的页面项按照空闲空间档位组织成多级链表， 在 全局缓存结点中记录有统计 信息； 所述物理空间采用PFS页 面进行管理， 段内所有PFS页 面均为多叉树状结构， 一个PFS页 面管理若干个数据 页面， 每个PFS页面记录一批数据 页面以及它 们的空间空 闲值。 2.根据权利要求1所述的神通数据库三层缓存段搜索管理结构， 其特征在于： 所述线程 级缓存的页面项 是按照其所属的段号有序存储， 当事务在缓存数组中查找某个段的页面项 时， 采用二分查找的方式进行查找。 3.根据权利要求1所述的神通数据库三层缓存段搜索管理结构， 其特征在于： 所述线程 级缓存的页面项是从段搜索全局缓存分配而来。 4.根据权利要求1所述的神通数据库三层缓存段搜索管理结构， 其特征在于： 所述多级 链表包括八级， 从一级至八级分别为： PFS_UNINIT： 未初始化的页面； PFS_FREE： 空闲空间为10 0％的页面； PFS_LEVEL1： 空 闲空间在50％～100％之间的页面； PFS_LEVEL2： 空 闲空间在17％～5 0％之间的页面； PFS_LEVEL3： 空 闲空间在5％～17％之间的页面； PFS_LEVEL 4： 空闲空间在0～5％之间的页面； PFS_OVFL： 溢出的页面； PFS_SPECIAL： 特殊页面。 5.根据权利要求1所述的神通数据库三层缓存段搜索管理结构， 其特征在于： 所述全局 缓存结点中记录的统计信息包括： 全局缓存结点 目前存储的页面项个数、 已经分配出去的 页面项数目和序列号。 6.一种如权利要求1至5任一项所述的神通数据库三层缓存段搜索管理结构的页面查 找方法， 其特征在于： 包括线程级缓存页面查找方法、 段搜索 全局缓存页面查找方法以及物 理空间页面 查找方法。 7.根据权利要求6所述的神通数据库三层缓存段搜索管理结构的页面查找方法， 其特 征在于： 所述线程级缓存页面 查找方法是采用二分查找的方式实现的。 8.根据权利要求6所述的神通数据库三层缓存段搜索管理结构的页面查找方法， 其特 征在于： 所述搜索全局缓存页面 查找方法包括以下步骤： ⑴获取对应段的缓存结点， 加互斥 锁； ⑵轮询分配页面项： 在全局缓存结点中采用最佳适应算法查找满足空闲空间档位小于 等于查找值的页面项， 然后从链表摘除， 如果没有找到， 则通过PFS树搜索从物理空间中加权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115145961 A 2载所需的页面； ⑶更新缓存结点的统计信息， 释放结点互斥 锁； ⑷返回查找到的页面项。 9.根据权利要求6所述的神通数据库三层缓存段搜索管理结构的页面查找方法， 其特 征在于： 所述物理 空间页面搜索方法包括以下步骤： ⑴从上次搜索后的PFS位置继续搜索， 并判断上次的PFS页面是否无效， 是则进入下一 步， 否则进入步骤 ⑹； ⑵到PFS树中搜索页面， 如果搜索成功， 进入下一 步， 否则进入步骤 ⑸； ⑶判断与PFS搜索数组中已有页面是否冲突， 是则进入下一 步， 否则进入步骤 ⑹； ⑷判断是否已经进行 段扩展， 是则进入步骤 ⑵， 否则进行 段扩展； ⑸是否第一次搜索或已经重置过， 是则进行段扩展， 否则重置树的遍历， 并进入步骤 ⑴； ⑹到相应的PFS页面中搜索可用数据页面， 如果搜索成功， 则进入下一步， 否则将搜索 数组的当前 元素值设有无效 并返回步骤 ⑴。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115145961 A 3