記憶體資料庫的常見Q&A

企業對於記憶體資料庫的常見疑慮在於：資料儲存在記憶體中安全嗎？斷電時怎麼辦？事實上，你還有一份足供備援的Transaction Log檔儲存於硬碟，所以並不需要擔心資料會消失。

其他問題如：備份機制為何？使用的語法還是SQL嗎？改寫系統的主要負擔何在？還有，使用上划算嗎？關於這些問題，這裡都有完整的回答。

Q1：一旦斷電，資料就不見了？

這是目前大部分企業面對記憶體資料庫的最大疑慮，尤其記憶體的可信賴度遠低於硬碟。

然而記憶體資料庫除了儲存資料於記憶體，也有記錄檔存放於硬體，所以可以避免資料漏失的情況發生。

若是採用快取模式，記憶體資料庫的角色則類似「快取（Cache）」，所以相同的內容會同步到後端的傳統資料庫（Disk- based Database）。而即使在單機模式下也不用擔心，因為記憶體資料庫的交易日誌檔（Transaction Log）和快照檔（Checkpoint File）仍是儲存於硬碟，所以可以透過這些檔案復原。

Checkpoint File主要的作用是依管理者的設定，每隔一段時間對資料庫做一次快照（Snapshot），儲存資料庫當時的樣子，管理者可以利用快照集還原資料庫在某一個時間點的內容。

而記憶體資料庫在發生電腦當機或斷電的情況，在重新啟動時便透過Checkpoint File還原資料庫至最近一次快照的狀態，而從快照那個時間點到當機前的異動，則搭配Transaction Log填補，如此便可還原至斷電前的狀態。

以上是補救資料的方法，不過，相較於此，企業更在意的是線上作業停擺。

關於這方面，IBM和Oracle都推出Hot Standby的機制來因應。在正常的狀態下，主要（Active）資料庫透過Transaction Log將交易同步至備援（Standby）資料庫。除此之外，備援資料庫還可分擔應用程式的查詢要求（Request），達到負載平衡的效果。

而當系統偵測到主要資料庫的運作發生異常，即自動切換到備援資料庫，接續線上的交易作業，管理者不需要手動設定或重新啟動電腦。

Q2：在快取模式下，如果記憶體資料庫和後端的傳統資料庫斷線，系統如何處理？

若在記憶體資料庫的後端串連傳統資料庫，前後端雙方的資料同步，主要還是根據Transaction Log的內容。所以，即使發生斷線的狀況，主機恢復連線時，仍可透過Transaction Log補齊斷線階段異動資料。

這部分由於TimesTen的Transaction Log已調整成與Oracle資料庫相同的格式，所以兩者的資料同步沒有困難，管理者甚至可以設定逐筆更新或者定時批次處理。

而IBM則採取開放策略，SolidDB的後端可串連多種廠牌的資料庫，而資料的同步由CDC（Change Data Capture）機制處理，它自動轉換Transaction Log的內容，以符合各廠牌資料庫的格式，達到同步的目的。

Q3：與其建置記憶體資料庫，何不擴充記憶體就好？

單純把記憶體放大的作法，與記憶體資料庫相較，存取效率還是會有數倍的差距。

傳統應用記憶體快取的作法，是把讀取機率比較高的資料，快取在記憶體，如此一來，可以增加查詢的Hit Rate（擊中率），減少磁碟存取（Disk I/O）的機會。事實上，依據資料庫的設計原理，在一般情況下，使用者查詢一筆資料，資料庫通常會連帶把該筆資料前後的資料，也一併快取在記憶體，方便後續的查詢使用。

然而使用者下一次的查詢，若未在快取的範圍之內，仍必須回硬碟查詢。再加上，使用者若有「寫入」的動作，勢必得將異動更新到實體資料庫，所以尤其是針對寫入動作頻繁的資料庫應用，增加記憶體以提升存取效能的作法，效果有限。

再者，記憶體資料庫的引擎，與傳統資料庫的設計有所不同，甲骨文大中華區臺灣技術諮詢部資深諮詢經理黃久安表示：「傳統資料庫找資料的方式，需要比較多的判斷。」而記憶體資料庫已針對記憶體的特性，做了最佳化的處理，所以效能優於資料庫搭配更大記憶體快取容量的作法。

Q4：它的查詢語法與傳統資料庫有差別嗎？

就IBM和Oracle提出的記憶體資料庫方案而論，他們本身都是典型的關聯式資料庫，差別僅在於存取與執行的載體，是記憶體而非硬碟。

所以，也同樣採用SQL語法，對於熟悉關聯式資料庫應用的IT人，沒有太大的學習門檻。

不過，記憶體資料庫仍無法避免傳統資料庫存在的各家SQL語法有小差異的情況。這方面IBM SolidDB遵循ANSI SQL-92標準，而Oracle TmesTen則採用Oracle PL/SQL。

Q5：既有系統若改採記憶體資料庫，主要的負擔何在？

無論採取快取或單機模式的記憶體資料庫，架構調整與程式的修改是主要的工作，哪些資料表需要藉助記憶體資料庫強化存取的效能，必須定義出來的。

架構面的調整方式與成本有關，如果資料量很大的話，整個資料庫改成記憶體資料庫的成本很高。

就資料庫的成本來看，根據廠商提供的建議售價，Oracle Standard版是5,800美元／處理器、Enterprise版的售價是47,500美元／處理器，TimesTen的售價是14,500美元／處理器。而IBM SolidDB的售價大致上是35,300美元／100 Processor Value Unit（PVU），而PVU的算法又與伺服器及處理器的等級有關。

大致上看來，記憶體資料庫的售價有可能高於傳統資料庫。再加上，伺服器的記憶體價格高於個人電腦。所以資料量、記憶體、資料庫授權如何搭配的性價比最高，企業需要進一步精算。

確立架構之後，畫出程式改寫的範圍。當架構改變，資料庫連結必須隨之調整。而就IT人員而言，程式的改寫是最主要的負擔。

臺灣澳圖美德資訊長杜奕鋒分析：「傳統寫SQL語法，為了避免Disk I/O，會盡量減少磁碟存取的次數。而在記憶體資料庫中，因為磁碟導致的瓶頸因素消失，SQL的寫法或多或少會有不同。」

尤其各家資料庫的SQL語法有小差異，所以程式及SQL的改寫是免不了的。這方面原先即採用Oracle的企業，導入TimesTen的負擔會小一點，因為兩者都採用PL/SQL，不用調整SQL語法。而選擇SolidDB則有不被特定資料庫平臺綑綁的好處。

 記憶體資料庫的Hot Standby原理 

目前IBM和Oracle的記憶體資料庫備援方案皆為「Hot Standby」機制，備援（Standby）的資料庫可分擔使用者的查詢需求，而當主要（Active）的主機發生異常，則自動由備援接手。

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