A.3. Сравнение паттернов доступа и потенциальные возможности
DORA – это не система без совместного использования ресурсов. В то же время, это и не традиционная система с совместным использованием всех ресурсов. Основным отличием является способ назначения работы различным потокам управления.
Рис. 10a. Трасса обращений потоков управления к записям в традиционной системе; обращения к данным являются некоординированными и сложными.
Различие между выполнением транзакций на основе политики назначения транзакций потокам управления (т.е. традиционной политики) и политики назначения потоков управления данным (т.е. политики DORA) становится очевидным, если прибегнуть к визуальному осмотру. На рис. 10(a) показаны обращения всех рабочих потоков управления традиционной системы обработки транзакций к записям таблицы District базы данных TPC-C c 10 складами. В системе имелось 10 рабочих потоков управления, и рабочая нагрузка задавалась 20 клиентами, непрерывно запрашивающими выполение транзакций Payment из тестового набора TPC-C, хотя трассировка производилась только в течение 0,7 секунды работы системы. Обращения к данным являются полностью некоординированными. Для обеспечения согласованности данных системе приходится использовать защелки, расходы на поддержку которых возрастают при росте уровня параллелизма системы.
Рис. 10b. Трасса обращений потоков управления к записям в системе DORA; обращения к данным являются координированными и демонстрируют регулярность.
С другой стороны, рис. 10(b) иллюстрирует воздействие на паттерны доступа к данным политики назначения потоков управления данным. Здесь изображены паттерны доступа к данным в системе DORA при той же рабочей нагрузке, что в случае рис. 10(a). Доступы к данным в DORA являются координированными и демонстрируют регулярность.
В своей работе мы использовали эту регулярность для уменьшения числа взаимодействий с централизованным менеджером блокировок и, следовательно, для сокращения числа дорогостоящих операций "закрытия" и "открытия" защелок. Мы также использовали наличие этой регулярности для повышения производительности отдельных потоков управления, заменяя выполнение дорогостоящего кода менеджера блокировок выполнением более легковесного механизма блокировок, локального для потока управления.
Но этим не исчерпываются потенциальные возможности оптимизации выполнения транзакций в среде DORA. Потенциально паттерны доступа DORA могут использоваться для совершенстования как поведения ввода-вывода, так и микроархитектурного поведения OLTP.
В частности, ввод-вывод, выполняемый в ходе традиционной OLTP, является произвольным и низкоэффективным.. Исполнители DORA могут буферизовать запросы ввода-вывода и выдавать их в пакетном режиме, поскольку можно ожидать, что эти операции ввода-вывода будут затрагивать физически близкие страницы. Это позволит улучшить поведение ввода-вывода.
Кроме того, основной характеристикой микроархитектур традиционных систем OLTP является очень большое число обращений по чтению и записи к общей памяти от нескольких процессорных ядер [A1]. К сожалению, эти обращения производятся очень непредсказуемым образом [A6]. Поэтому существенному повышению производительности традиционных систем OLTP не слишком помогают даже такие новые аппаратные технологии, как распределенные на кристалле кэши с обратной связью (reactive distributed on-chip cache) (см., например, [A4, A1]) и/или наиболее развитые средства аппаратного упреждающего чтения (hardware prefetcher) (см., например, [A7]). Поскольку архитектура DORA основана на том, что большая часть обращений к любой заданной части данных происходит из некоторого заданного потока управления, мы ожидаем от нее более "дружеского" поведения, которое позволит использовать все потенциальные возможности современных аппаратных средств за счет обеспечения более частного и предсказуемого доступа к основой памяти.
В будущей работе мы планируем исследовать возможности архитектуры DORA на этих двух фронтах.
