HyPer: Die effiziente Reinkarnation des Schattenspeichers in einem Hauptspeicher-DBMS

Abstract

HyPer ist ein modernes Hauptspeicher-Datenbanksystem, das die Hardware-unterstützte virtuelle Speicherverwaltung des Betriebssystems für die Datenverwaltung und die Synchronisation zwischen OLTP-Transaktionen und OLAP-Anfragen effektiv ausnutzt. In Bezug auf die „in-core“ Datenverwaltung werden die relationalen Daten direkt, also ohne zusätzliche Indirektion durch eine DBMS-kontrollierte Puffer- und Seitenverwaltung, auf den virtuellen Adressraum des OLTP-Prozesses abgebildet. Dieser Prozess kann transaktionskonsistente Snapshots der Datenbank anlegen, indem ein neuer OLAP-Prozess abgespaltet wird (in Linux mit dem Systembefehl fork). Der copy on write-Mechanismus des Betriebssystems/Prozessors sorgt für die Konsistenzerhaltung dieses Snapshots, indem Seiten mit sich ändernden Datenobjekten repliziert werden. Dieser Snapshot-Mechanismus entspricht dem alt-bekannten Schattenspeicherkonzept, das Lorie (ACM Trans. Database Syst. 2(1), 1977) schon 1977 erfunden hat. HyPer’s Leistungsfähigkeit wird anhand des neuen „Mixed Workload CH-BenCHmark“ nachgewiesen, der die Transaktionsverarbeitung des TPC-C- und die Anfragen des TPC-H-Benchmarks in einer gemischten, parallel auf demselben Datenbestand auszuführenden Workload vereint. Die Leistungsfähigkeit eines derartigen hybriden Datenbanksystems kann für die effektive Unterstützung sogenannter „real-time business intelligence“ ausgenutzt werden, wie dies von namhaften Industrievertretern wie H. Plattner (SIGMOD, 2009) von SAP gefordert wurde.