印刻数据库

外观

DM 逻辑架构 ​

达梦数据库的逻辑架构采用了分层设计，主要包括以下几个层次：

  • 应用层：提供与应用程序的交互接口
  • SQL引擎层：处理SQL语句的解析、优化和执行
  • 存储引擎层：负责数据的存储和检索
  • 事务管理层：确保事务的ACID属性
  • 数据字典层：管理数据库对象的元数据

应用层 ​

应用层是达梦数据库与外部应用程序交互的接口层，提供了多种访问方式，包括：

客户端工具 ​

  • DM管理工具：图形化管理界面，用于数据库的配置、监控和管理
  • DM查询分析器：用于执行SQL语句和查看执行结果
  • DM数据迁移工具：用于在不同数据库之间进行数据迁移
  • DM性能监控工具：用于监控数据库的性能指标

编程接口 ​

达梦数据库提供了多种编程语言的编程接口，方便应用程序开发：

  • ODBC：开放数据库连接，支持多种编程语言
  • JDBC：Java数据库连接，用于Java应用程序
  • ADO.NET：用于.NET应用程序
  • Python DB API：用于Python应用程序
  • OCI：兼容Oracle的调用接口，便于从Oracle迁移的应用程序使用
  • DPI：达梦专用的编程接口，提供更高的性能和更多的特性

网络通信 ​

应用层通过网络协议与数据库服务器进行通信，支持以下协议：

  • TCP/IP：标准的网络通信协议
  • SSL/TLS：加密通信协议，确保数据传输安全

SQL引擎层 ​

SQL引擎层是达梦数据库的核心组件之一，负责处理SQL语句的解析、优化和执行。主要包括以下组件：

SQL解析器 ​

SQL解析器负责将用户输入的SQL语句解析为抽象语法树（AST），进行语法检查和语义分析，确保SQL语句的合法性。

查询优化器 ​

查询优化器根据SQL语句和数据库统计信息，生成最优的执行计划。达梦数据库的查询优化器支持以下优化技术：

  • 基于代价的优化：根据各种操作的代价估算，选择代价最低的执行计划
  • 基于规则的优化：根据预定义的优化规则，对SQL语句进行重写和优化
  • 统计信息收集：收集表、索引等对象的统计信息，为优化器提供决策依据
  • 查询计划缓存：缓存生成的执行计划，避免重复优化，提高查询效率

执行器 ​

执行器负责按照优化器生成的执行计划执行SQL语句，包括：

  • 操作符执行：执行各种查询操作符，如扫描、连接、排序、聚合等
  • 数据访问：与存储引擎层交互，获取和修改数据
  • 结果集处理：处理查询结果，返回给客户端

存储引擎层 ​

存储引擎层负责数据的物理存储和检索，是达梦数据库的核心组件之一。达梦数据库支持多种存储引擎，包括：

行存储引擎 ​

行存储引擎以行为单位存储数据，适合OLTP（在线事务处理）应用，具有以下特点：

  • 适合频繁的插入、更新和删除操作
  • 适合查询整行数据的场景
  • 支持事务的ACID属性

列存储引擎 ​

列存储引擎以列为单位存储数据，适合OLAP（在线分析处理）应用，具有以下特点：

  • 适合大数据量的查询和分析
  • 适合只查询部分列的场景
  • 具有较高的压缩率，节省存储空间

行列融合存储引擎 ​

行列融合存储引擎结合了行存储和列存储的优点，适合HTAP（混合事务/分析处理）应用，具有以下特点：

  • 同时支持OLTP和OLAP应用
  • 根据不同的查询类型自动选择合适的存储方式
  • 提供了良好的性能平衡

事务管理层 ​

事务管理层负责确保事务的ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）属性，主要包括以下组件：

事务管理器 ​

事务管理器负责事务的开始、提交和回滚，维护事务的状态信息。

并发控制 ​

并发控制机制用于处理多个事务同时访问数据时的冲突，确保事务的隔离性。达梦数据库支持以下并发控制技术：

  • 锁机制：包括共享锁、排他锁、意向锁等，用于控制数据的访问权限
  • 多版本并发控制（MVCC）：通过维护数据的多个版本，允许读事务和写事务并发执行，提高并发性能
  • 死锁检测和处理：自动检测死锁，并通过回滚其中一个事务来解决死锁

日志管理 ​

日志管理负责记录数据库的所有修改操作，确保事务的持久性和可恢复性。达梦数据库的日志包括：

  • 重做日志（Redo Log）：记录数据的修改操作，用于崩溃恢复
  • 回滚日志（Undo Log）：记录数据的旧值，用于事务回滚和MVCC

数据字典层 ​

数据字典层管理数据库对象的元数据，包括表、索引、视图、存储过程等对象的定义和属性。数据字典存储在系统表中，用户可以通过查询系统表来获取数据库对象的元数据信息。

系统表 ​

达梦数据库的系统表包括：

  • 基础系统表：存储数据库的基本信息，如数据库版本、字符集等
  • 对象定义表：存储表、索引、视图等对象的定义
  • 权限管理表：存储用户、角色和权限信息
  • 性能统计表：存储数据库的性能统计信息

数据字典缓存 ​

为了提高数据字典的访问效率，达梦数据库将常用的数据字典信息缓存在内存中，称为数据字典缓存。当需要访问数据字典时，首先检查缓存，如果缓存中存在则直接使用，否则从磁盘读取并缓存。

数据库对象模型 ​

达梦数据库支持多种数据库对象，包括：

表 ​

表是存储数据的基本单位，由行和列组成。达梦数据库支持以下表类型：

  • 普通表：最基本的表类型
  • 分区表：将表数据按照一定规则分布到多个分区中，提高查询和维护效率
  • 临时表：用于存储临时数据，会话结束后自动删除
  • 外部表：指向外部数据源的表，不存储实际数据

索引 ​

索引用于提高数据查询的效率，达梦数据库支持以下索引类型：

  • B树索引：最常用的索引类型，适合范围查询和等值查询
  • 哈希索引：适合等值查询，不支持范围查询
  • 位图索引：适合低基数列的查询
  • 全文索引：用于文本内容的全文检索
  • 空间索引：用于空间数据的查询

视图 ​

视图是从一个或多个表中导出的虚拟表，不存储实际数据，只存储查询定义。达梦数据库支持以下视图类型：

  • 普通视图：基于SELECT语句的视图
  • 物化视图：将查询结果存储在磁盘上的视图，提高查询效率

存储过程和函数 ​

存储过程和函数是预编译的SQL语句集合，存储在数据库中，可被多次调用。达梦数据库支持PL/SQL语法，与Oracle兼容。

触发器 ​

触发器是与表关联的特殊存储过程，当表发生插入、更新或删除操作时自动执行。达梦数据库支持以下触发器类型：

  • 行级触发器：对每一行数据的修改都触发一次
  • 语句级触发器：对整个SQL语句触发一次
  • BEFORE触发器：在事件发生前执行
  • AFTER触发器：在事件发生后执行

序列 ​

序列用于生成唯一的数字序列，常用于主键生成。

同义词 ​

同义词是数据库对象的别名，用于简化对象访问和提供安全性。

数据组织方式 ​

表空间 ​

表空间是达梦数据库中数据存储的逻辑单位，每个表空间由一个或多个数据文件组成。表空间的主要作用包括：

  • 管理数据的存储位置
  • 控制数据的磁盘分配
  • 实现数据的备份和恢复
  • 提供数据的隔离性

达梦数据库包括以下系统表空间：

  • SYSTEM表空间：存储系统字典信息
  • ROLL表空间：存储回滚段信息
  • TEMP表空间：存储临时数据
  • MAIN表空间：默认的用户表空间

段、区、页 ​

达梦数据库的数据存储采用了段、区、页的层次结构：

  • 页（Page）：最小的存储单位，默认大小为8KB
  • 区（Extent）：由连续的页组成，是分配存储空间的基本单位
  • 段（Segment）：由多个区组成，是表、索引等对象的存储单位

版本差异 ​

DM7 逻辑架构 ​

DM7的逻辑架构相对简单，主要包括：

  • 应用层
  • SQL引擎层
  • 存储引擎层（主要是行存储引擎）
  • 事务管理层
  • 数据字典层

DM8 逻辑架构 ​

DM8在DM7的基础上进行了扩展和优化，主要改进包括：

  • 增加了列存储引擎和行列融合存储引擎，支持HTAP应用
  • 增强了查询优化器，支持更多的优化技术
  • 改进了并发控制机制，提高了并发性能
  • 增加了MPP分布式架构支持
  • 增强了安全性特性

最佳实践 ​

逻辑架构设计建议 ​

  • 根据业务类型选择合适的存储引擎：OLTP应用选择行存储引擎，OLAP应用选择列存储引擎，混合应用选择行列融合存储引擎
  • 合理设计表空间：将不同类型的数据存储在不同的表空间中，便于管理和维护
  • 优化索引设计：根据查询模式设计合适的索引，避免过多或不合理的索引
  • 合理使用分区表：对于大数据量的表，使用分区表可以提高查询和维护效率
  • 优化SQL语句：编写高效的SQL语句，避免复杂的嵌套查询和全表扫描

性能优化建议 ​

  • 收集统计信息：定期收集表和索引的统计信息，确保优化器生成准确的执行计划
  • 使用绑定变量：对于频繁执行的SQL语句，使用绑定变量可以提高查询计划缓存的命中率
  • 调整内存参数：根据系统配置和业务需求，调整数据库的内存参数，如缓冲区大小、共享池大小等
  • 监控和分析性能：定期监控数据库性能，分析性能瓶颈，及时进行优化

常见问题（FAQ） ​

Q1: 达梦数据库支持哪些存储引擎？ ​

A1: 达梦数据库支持以下存储引擎：

  • 行存储引擎：适合OLTP应用
  • 列存储引擎：适合OLAP应用
  • 行列融合存储引擎：适合HTAP应用

Q2: 达梦数据库的SQL引擎与Oracle兼容吗？ ​

A2: 达梦数据库的SQL引擎兼容Oracle的PL/SQL语法，支持存储过程、触发器、函数等Oracle特性，便于从Oracle迁移的应用程序使用。

Q3: 如何查看达梦数据库的执行计划？ ​

A3: 可以通过以下方式查看达梦数据库的执行计划：

  • 使用DM查询分析器，在执行SQL语句前勾选"显示执行计划"
  • 使用SQL语句：EXPLAIN SELECT * FROM table_name;
  • 使用性能监控工具查看实时执行计划

Q4: 达梦数据库的表空间与Oracle的表空间有什么区别？ ​

A4: 达梦数据库的表空间概念与Oracle类似，但有一些区别：

  • 达梦数据库的默认页大小为8KB，Oracle的默认块大小为8KB
  • 达梦数据库的表空间由数据文件组成，Oracle的表空间由数据文件和临时文件组成
  • 达梦数据库的系统表空间包括SYSTEM、ROLL、TEMP和MAIN，Oracle的系统表空间包括SYSTEM、SYSAUX、UNDOTBS1、TEMP等

Q5: 如何优化达梦数据库的查询性能？ ​

A5: 优化达梦数据库查询性能的方法包括：

  • 设计合适的索引
  • 编写高效的SQL语句
  • 收集统计信息
  • 使用绑定变量
  • 调整内存参数
  • 优化表结构设计

Q6: 达梦数据库支持分区表吗？ ​

A6: 是的，达梦数据库支持分区表，可以按照范围、列表、哈希等方式进行分区。分区表可以提高大数据量表的查询和维护效率。