2022-06-17-面向NVM的数据库故障恢复机制.md

2022.06.17 分享纪要

• 分享人：dcs
• 关键词: Aries、MARS、WBL
• 分享PPT: 2022-06-17-面向NVM的数据库故障恢复机制

分享内容： 故障恢复机制

1. 为什么需要故障恢复机制

事务需要在出现故障的情况下依旧保持A、D的特性，所以需要故障恢复机制，那么，有哪些？

1.1 Shadow page

其实就是读写在单独的新复制的页面中，然后事务提交的时候原子性的更改指针到新的页面上。

1.2 Aries

见这里

2 NVM特点

• 整体性能与DRAM接近

• 随机读写与顺序读写差别不大

• 可字节寻址

2.1 原有问题

• No-Force And Steal
  • 需要维护redo、undo，加之原数据，造成三倍写放大，换来的是磁盘的顺序写性能
• Page管理方式
  • 基于持久化设备为块设备，且顺序写远大于随机写，面对随机设备NVM可否有其他高效的方式？

2.2 优化思路

• 架构方面
  • 如何利用NVM加速故障恢复机制？
  • NVM与磁盘和DRAM如何结合？
• 算法方面
  • aries的steal + no-force如何在NVM优化？

3 优化

MARS

Write-Behind Logging

详见PPT

4 总结

	思路	优点	缺点
Aries	1.Redo-undo模式 2.Fuzzy checkpoint 3.No-force + Steal	1.接口丰富，适合绝大多数场景 2.Redo + Undo获得最大程度并发量	1.实现较为复杂 2.写入放大较高
MARS	1.Redo-only模式 2.软硬件协同实现 3.No-force + No-steal	1.多个Logger模块并行加速写入 2.Redo日志可编辑，压缩日志空间	1.硬件设计复杂 2.是否需要引入double write机制
WBL	1.Undo-only模式 2.Group commit 3.Force + No-steal	1.日志量极少 2.恢复时间少 3.充分利用NVM特点	1.可见性较复杂 2.对垃圾回收要求高

参考文献

1.http://catkang.github.io/2019/01/16/crash-recovery.html

2.https://courses.cs.washington.edu/courses/cse550/09au/papers/CSE550.GrayTM.pdf

3.https://cs.stanford.edu/people/chrismre/cs345/rl/aries.pdf

4.https://jianh.web.engr.illinois.edu/papers/jian-vldb15.pdf

5.http://mesl.ucsd.edu/pubs/SOSP2013-MARS.pdf

6.https://www.vldb.org/pvldb/vol10/p337-arulraj.pdf

7.https://github.com/CDDSCLab/Weekly-Group-Meeting-Paper-List/blob/main/meeting-summary/2020-09-25-Aries.md