AJAX – Adaptive Join Algorithm for Extreme

Restrictions

SBBD 2007

Eriko Werbet

Angelo Brayner

Universidade de Fortaleza

Instituto Atlântico

Motivação

Computação Móvel Bancos de Dados + Mobilidade Mobilidade + Restrições = Atraso Técnicas Convencionais são Ineficientes Processamento de Consultas Adaptativo Definição de Operadores Adaptativos

Objetivos

Implementar um algoritmo de junção capaz de executar operações de junção de forma eficiente, num ambiente com suporte à mobilidade.

Este algoritmo deve adaptar-se dinamicamente às restrições do ambiente.

Mobilidade e Bancos de Dados

Ambiente de Computação Móvel

Redes ad hoc Mobilidade Física e

Lógica (Agentes) Desafios Soluções

Bancos de Dados Móveis

Autônomos Heterogêneos Distribuídos

A Arquitetura AMDB

Acesso a Bancos de Dados Móveis

Comunidade de Bancos de Dados Móveis

Interoperabilidade Agentes Móveis x

Estáticos

O Agente Executor

Acesso aos Membros da CBDM Consultas Coordenador do Protocolo 2PC Operações de Junção

O Algoritmo AJAX

Adaptive Join Algorithm for Extreme Restrictions

Simetria Pipelining Buckets Dinâmicos Comparação

Progressiva Prevenção de Estouro

de Memória

Simetria

Tratar as fontes de dados de maneira independente, por meio de multithreading.

Evitar o bloqueio ou atraso na execução da junção.

Buckets Dinâmicos

Comparação de buckets com o mesmo “endereço” hash, em tabelas opostas.

Buckets com tamanho variável implicam em mais flexibilidade, pois não precisamos tratar bucket overflow.

Buckets podem acumular mais tuplas antes de iniciar o probing.Melhor adaptação à Comparação Progressiva.

Baixo overhead de manipulação.

Pipelining

Suprimento de tuplas para operadores mais altos na hierarquia da consulta.

Recebimento de tuplas de operadores mais baixos.

Padrão recursivo implica em pseudo-paralelismo na execução da consulta, ou seja, diminuição no tempo de resposta.

Comparação Progressiva

Comparação cíclica dos buckets.

Cada par de buckets é comparado e somente o conteúdo numa iteração “i” é considerado.Tuplas subseqüentes serão comparadas numa iteração “i + 1”.

Comparação e Hashing contínuo das tuplas.

Last Probe Remembrance

Cada tupla do bucket Alfa “lembra” a última tupla do bucket Beta (bucket oposto) que foi comparada com ela.

Evita Duplicatas. Evita Comparações

Desnecessárias.

Prevenção de Estouro de Memória

A granularidade observada passa do nível de bucket para o nível do sistema computacional.

Monitoramento da memória do sistema. Escolha de um ou vários pares de buckets

para descarregamento em disco. Minimal memory limit: limite de memória que

garante a execução da junção.

Fases de Execução

Primeira Fase Fase de execução

normal do AJAX

Segunda Fase Executada quando

ocorre EOF ou quando as fontes estão em retardo.

O recebimento continua, mas a comparação passa a usar buckets em disco.

AJAX em PseudocódigoProcedure TupleArrival (tuple t, sources (A, B))Begin1. If t exceeds the minimal memory limit (a) Choose two buckets Ax and Bx. (b) Probe buckets Ax and Bx. (c) Flush buckets Ax and Bx. (d) Deallocate Ax and Bx.2. Calculate the hash of t. 3. Insert t in the correct bucket.EndProcedure ProgressiveProbing (buckets (A i, Bi), pages (PAi, PBi))Begin1. If buckets Ai or Bi got a new tuple t (a) Probe t with all tuples with position index lower than its LPR. (b) Update the LPR of all probed tuples with the position index of t. (c) Update the result stream. 1.1 If sources are blocked (a) Probe Ai with all disk pages with index less than its LPR. (b) Probe Bi with all disk pages with index less than its LPR. (c) Probe page PAi with all disk pages with index less than its LPR. (c) Probe page PBi with all disk pages with index less than its LPR. (d) Update the LPR of the involved tuples. (e) Update the result stream.End

Resultados Experimentais

Eficácia Eficiência

Testes de Eficácia

Eficiência: AJAX versus XJoin

Eficiência: AJAX x HMJ (1/2)

Eficiência: AJAX x HMJ (2/2)

Conclusão

AJAX garante: Produção incremental de tuplas-resultado Continuidade da execução da consulta

mesmo com fontes bloqueadas Reação proativa em caso de estouro de

memória

Trabalhos Futuros

Aperfeiçoamento da Tabela Hash do AJAX Definição de uma nova função hash Pesquisa de estruturas de dados mais

adaptadas ao contexto do AJAX

Agradecimentos

CNPq Universidade de Fortaleza Instituto Atlântico Angelo Brayner, Dr-Ing. José de Aguiar, M.Sc. A todos que tornaram este projeto possível!