As the number of users using the Internet grows explosively, shared-disk multiple-server database management systems(DBMSs) are becoming widely used for efficiently supporting a large number of users` requests. The shared-disk multiple-server DBMS has the buffer coherency problem that the identical buffer pages of the server processes can have different contents. In order to solve the problem, there has been a naive method that removes the page whose lock is acquired from buffer and reads newly the page when the lock is acquired. However, the method significantly degrades the performance of DBMSs because it removes even those buffer pages that was not modified, that is, buffer pages that do not incur the buffer coherency problem.
In this paper, we propose a method of efficiently managing buffer coherency in a shared-disk multiple-server DBMS. The proposed method stores the information of pages that are updated during a transaction into the coherency volume. Every process removes the pages updated by other processes from its buffer by accessing the coherency volume. The proposed method uses the very small coherency volume to solve the buffer coherency problem. Besides, it has a good performance because the data accessed from the coherency volume is much small. Through extensive experiments using the TPC-C benchmark, we show that the proposed method improves I/O performance by up to 4.8 times as compared with that of the naive method.
최근 들어 인터넷을 이용하는 사용자들의 수가 급격하게 증가함에 따라 많은 사용자들의 요청을 효율적으로 지원하기 위하여 shared-disk 모델을 이용한 다중 서버 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)이 널리 사용되고 있다. Shared-disk 모델을 이용한 다중 서버 DBMS에서는 동일한 페이지 식별자를 가지는 버퍼 페이지가 서버 프로세스마다 서로 다른 내용을 가지게 되는 버퍼 일관성 문제(buffer coherency problem)가 발생한다. 이 문제를 해결하기 위한 간단한 방법은 서버 프로세스가 로크를 획득할 때마다 로크가 획득된 페이지를 버퍼에서 삭제하고, 해당 페이지를 새로 읽어 들이는 것이다. 그러나, 이 방법은 수정되지 않은 페이지, 즉, 버퍼 일관성 문제를 발생시키지 않는 페이지까지도 버퍼에서 삭제하고 다시 읽어 들이게 되므로 DBMS의 성능이 크게 저하되는 단점이 있다.
본 논문에서는 버퍼 일관성을 효율적으로 관리하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 서버 프로세스들이 트랜잭션 수행 도중 수정한 페이지들의 정보를 coherency volume에 저장한다. 그리고, 서버 프로세스들은 이 볼륨을 액세스하여 다른 서버 프로세스에 의해 수정된 페이지들만을 자신의 버퍼에서 삭제함으로써 버퍼 일관성 문제를 해결한다. 이 방법의 장점은 매우 작은 크기의 coherency volume만을 사용하여 버퍼 일관성 문제를 해결한다는 점이다. 또한, coherency volume의 크기가 작기 때문에 액세스해야 할 데이터의 양이 적어서 성능이 매우 빠르다. TPC-C 벤치마크를 이용한 실험 결과, 논문에서 제안한 방법이 모든 버퍼 페이지를 삭제하는 naive 방법보다 최대 4.8배만큼 I/O 성능을 향상시킴을 보였다.
