并行架构：进程和内存协调1
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2022-08-08
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第 3 章 并行架构：进程和内存协调
并行硬件在现代的服务器中已经是一个不争的事实，它们存在于各种各样的配置中。在
这一章，我们将总结标准的数据库管理系统术语，接着分别讨论进程模型和内存协调
（memory coordination）问题。
3.1 共享内存
图 3-1 共享内存体系架构
在一个共享内存的并行系统中（如图 3-1 所示），所有的处理机可以使用相同的内存和
硬盘，并且拥有大致相同的性能。这个架构现在已经是一个标准。大多数服务器硬件都包含
2 个到 8 个的处理器。高端的机器可以包含数十个处理器，可以提供更高的处理器资源，但
是，也往往价格更加昂贵。高度并行共享内存的机器是硬件行业最后剩下的摇钱树之一，并
大量使用在高端在线事务处理应用程序中。服务器硬件的代价与管理系统的代价相比，不免
就相形见绌了，所以，购买少量大型的、昂贵的系统有时候被看作是可以接受的折中方案。
多核处理器在单一芯片上支持多个处理内核和共享一些基础结构，如高速缓存（cache）
和内存总线。这使得它们在编程方面非常类似于共享内存的架构。如今，几乎所有的数据库
部署都涉及到多个处理器，并且每个处理器都不只一个 CPU。DBMS 架构需要充分利用这种
潜在的并行。幸运的是，在第二章描述的所有三个 DBMS 的架构，可以在现代共享内存硬件
架构上运行得很好。
共享内存机器的进程模型很自然地遵循单处理机的方式。事实上，大多数数据库系统都
是从他们最原始的单处理机器实现，然后演化为共享内存实现。在共享内存的机器中，操作
系统通常支持作业（进程或线程）被透明地分配到每个处理器上，并且共享的数据结构继续
可以被所有的作业所访问。所有三模型可以在这些系统上运行良好，而且支持多个独立的
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