面向对象数据库中对象存储及索引技术的研究与实现

摘要

随着计算机技术的发展和应用需求的不断推动，面向对象数据库(OODB)技术受到了广泛的关注。尽管大量研究人员投入到OODB的研发当中，但是OODB仍然被认为是一种功能丰富，表现乏力的数据库，尤其当涉及多个类的时候更是如此。提高OODB的存取性能需要有效的存储管理，而对象存储及索引技术是OODB存储管理中的关键技术。本课题的研究目的在于，探讨提高OODB对象存储及检索性能的方法与途径。
　　 本文针对OODB中对象存储及索引技术进行研究，依照ODMG3.0标准，并以Java绑定方式提供实现方案。论文内容主要包括两个方面。
　　 一是对象存储的研究与实现。对象存储是OODB物理实现层中的关键技术，它是所有其他功能模块的基础，它设计与实现的好坏直接影响着系统的性能。
　　 本文通过对典型对象存储结构的研究，给出一种兼顾各种类型数据特点的分层对象存储结构。在保持继承对象的整体性同时，采取分层存储，使对象结构清晰，便于拆分。结合这里使用的体系结构，给出一种基于分槽页结构的改进对象存储组织方法，将存储单位由页面替换成数据库文件。这种基于分槽页结构的改进对象存储组织方法插入简单，支持变长对象的存储，支持空闲空间动态合并，记录槽(Slot)地址与对象标识符(OID)的绑定又加快了文件中对象的检索速度。最后给出对象存储中关键技术的实现策略。
　　 二是索引技术的研究与实现。索引是一种加速数据库查询的通用技术，OODB中检索及更新性能十分依赖索引技术。如何平衡OODB索引的检索性能、维护开销、实现复杂度已经成为一个影响OODB性能的关键问题。
　　 本文在研究OODB中常见继承层次和聚集层次索引技术的基础上，提出一种OODB聚集、继承层次索引配置方法。通过开销模型评估各种索引配置的检索开销、存储开销、更新开销，根据数据库真实使用情况选择最优索引配置。通过实验，验证这种方法的准确性，并且同其他常见索引策略作对比。结果表明该方法可以为OODB提供性能最优的索引方案。最后给出索引配置中关键技术的实现策略。