面向远程内存图数据库的应用感知分离式存储设计

作     者：李纯羽 邓龙 李永坤 许胤龙 LI Chunyu;DENG Long;LI Yongkun;XU Yinlong

作者机构：中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 高性能计算安徽省重点实验室合肥230026 

出 版 物：《计算机科学》 (Computer Science)

年 卷 期：2025年第52卷第1期

页      面：151-159页

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(62172382) 

主　　题：图查询 图数据库 图存储 远程内存 属性图模型 

摘      要：图数据在各种应用中日益普及,其因涵盖多种实体类型和存在丰富的关联关系而备受关注.对于图数据库用户而言,高效的图查询服务是保障系统性能的关键因素.随着数据量增加,单机图数据库很难满足将所有数据存储在内存中的需求,而分布式图数据库在拓展性和资源利用率方面受到挑战.基于RDMA的远程内存系统的引入为克服这些挑战提供了一种新的选择,通过分离计算和存储资源,实现了更为灵活的内存使用方式.然而,在使用远程内存的情况下如何最大程度地优化图查询性能成为了当前研究的重点问题.文中首先分析了利用操作系统分页机制透明使用远程内存构建图数据库存在的问题,并在应用层次上设计了远程内存图数据库的存储模型.根据不同数据的特点和访问模式,设计了属性图在远程内存中的存储结构,优化了数据布局和访问路径.实验结果表明,在本地内存受限的情况下,与透明使用远程内存相比,应用感知的设计方式的端到端性能最高提升了12倍.