Verbesserung der OLTP-Skalierbarkeit durch spekulative Schlosserben

Transaktionsverarbeitungs-Workloads bieten reichlich Anfrageparallelität, die von hochparallelen Architekturen ausgenutzt werden kann. Die daraus resultierende starke Nutzung der Kern-Datenbankdienste führt jedoch auch zu Ressourcenengpässen innerhalb der Datenbank-Engine selbst und begrenzt die Skalierbarkeit. In der Zwischenzeit bestehen viele Datenbank-Workloads aus kurzen Transaktionen, die jeweils nur wenige Datenbankdatensätze abrufen, oft mit strengen Anforderungen an die Antwortzeiten. Die Leistung dieser kurzen Transaktionen wird größtenteils durch die Menge an Overhead bestimmt, die die Datenbank-Engine für Dienste wie Protokollierung, Sperrung und Transaktionsmanagement auferlegt. Dieses Papier hebt die negativen Skalierungsauswirkungen der Datenbanksperrung hervor, ein Effekt, der für kurze Transaktionen, die auf hochkonkurrierender Multikern-Hardware laufen, besonders schwerwiegend ist. Wir schlagen die spekulative Schlosserbschaft vor und evaluieren diese Technik, bei der heiße Datenbanksperren direkt von Transaktion zu Transaktion übergeben werden, wodurch der Engpass des Sperrmanagers umgangen wird. Wir implementieren SLI im Shore-MT-Speichermanager und zeigen, dass die Schlosserbschaft die Skalierbarkeit grundsätzlich verbessert, indem sie die Anzahl gleichzeitiger Anfragen nach beliebten Sperren von der Anzahl der Threads im System entkoppelt und so die Konkurrenz innerhalb des Sperrmanagers eliminiert, während die Anzahl der Kerne weiterhin zunimmt. Wir erreichen diesen Effekt mit nur geringfügigen Änderungen am Sperrmanager und ohne Änderungen an der Konsistenz oder anderen für die Anwendung sichtbaren Effekten.