OLTP 核心：DBMS 中的 API 和自适应调优

构建 OLTP 核心：API 契约、分页大小与自适应调优

新一代 OLTP 数据库开发者采用 Rust 中的 trait 接口，构建了严格的隔离层架构。每层都有明确的 API 契约，按表空间可配置分页大小，配置由资源经纪器管理，无需手动调优。诊断功能通过 USDT 和 eBPF 集成。

分页大小与表空间配置

数据分页大小针对纯 OLTP 场景为 4-8 KB，HTAP 场景在 NVMe 上为 16-32 KB。每个表空间是一个独立文件，创建后分页大小固定。默认值为 16 KB。PageId 为复合结构：[tablespace_id:16][page_index:48]。BufferPool 根据大小将请求路由到子缓存。

文件开头的超级块独立存储表空间元数据，与分页大小无关。挂载时检查配置，不匹配则拒绝启动，避免性能退化。

架构层与 API 契约

核心分为四层：

• 适配层 (async tokio)：终止 TLS，解析网络协议。

#[async_trait]
pub trait NetworkAdapter {
    async fn handle_connection(&self, stream: Box<dyn ConnectionStream>) -> Result<(), NetworkError>;
}

• 兼容层：解析 SQL 为 AST，模拟 pg_catalog，转换为 LogicalPlan，拒绝不支持特性（错误码 0A000）。

pub trait CompatLayer {
    fn translate_query(&self, ast: SqlAst) -> Result<LogicalPlan, CompatError>;
}

• 核心引擎 (sync)：优化器、执行器、事务管理器。在 spawn_blocking 池中运行。

pub trait ExecutionEngine {
    fn execute_plan(&self, plan: LogicalPlan, session: &Session) -> Result<ResultSet, ExecutionError>;
}

• 存储管理器：PageProvider 和 TransactionLogSink 的门面。核心请求页面和 UNDO 记录。

pub trait StorageManager {
    fn pin_page(&self, page_id: PageId, mode: LockMode) -> Result<PageGuard, StorageError>;
    fn append_undo(&self, txn_id: TxnId, record: UndoRecord) -> Result<UndoPtr, StorageError>;
}

层间边界防止细节泄露：锁指标排除异步等待。

自适应调优与资源经纪器

约 60 个参数分为预算、护栏和覆盖。操作符设置高层限制：

[resources]
memory_budget = "16GB"
cpu_budget    = "auto"
io_iops       = 5000

顾问（MemoryAdvisor、IoAdvisor、CpuAdvisor）每秒重新分配资源：

• CpuAdvisor：DOP 和线程池 vs 限流。
• MemoryAdvisor：负载下 BufferPool vs work_mem。
• IoAdvisor：事务优先级，云端突发感知。

防护机制

• 迟滞：5 秒窗口，5% 步进，避免振荡。
• 硬底线：BufferPool/UNDO 最低 128 MB。
• 平滑过渡：新分配应用新限制。
• 专家覆盖优先于自动调优。

后台 UNDO 日志清理取代 VACUUM。运行时变更无需重启。

诊断：USDT 探针与 eBPF

诊断机制内置二进制中。USDT 探针用于运行时分析，eBPF 用于零开销追踪。

关键要点：

• 按表空间分页大小，启动时检查。
• 层间严格 trait 契约防泄露。
• 资源经纪器：预算 → 带护栏自动调优。
• 核心集成 eBPF/USDT 诊断。
• 摒弃手动调优，转向自适应机制。

— Editorial Team