一、背景

在电信行业，随着业务规模的不断扩大和复杂性的增加，计费批价核心系统面临着诸多挑战，特别是在内存管理方面。目前，系统中存在着多个独立应用副本，它们往往将大量的共性数据，如产品参数、网络配置等，重复加载至各自的内存空间中，这不仅导致了内存资源的极大浪费，还增加了系统维护的复杂性和成本。

为了应对这一挑战，异步缓存产品通过引入的内存管理技术和高效的索引机制，旨在实现共性数据的集中存储和快速访问，从而显著降低内存使用量，并提升数据处理效率。

二、产品概述

M2DB（异步缓存）旨在提供高性能、低延迟和简单部署的解决方案。通过利用共享内存技术，它极大地提升了数据访问速度和吞吐量，适用于需要快速数据访问的应用场景。

产品架构

      功能列表

类型		支持的对象			备注
对外接口		自定义的C++接口
		自定义的类SQL
SQL	支持对象	table
		index
		sequence
	数据类型	字符	char
		整型	int
			long
	DML操作	select
		insert			M2DB只有动态数据支持insert / delete / update,静态数据不支持
		delete
		update
	DDL操作	create table
		create index
		create sequence
		drop table
		drop index
		drop sequence
	表达式	聚集函数	max
			min
			sum
			avg
			count
		普通函数	abs
			acmax
			acmin
		正则表达式函数	regexp_like
		其它	rowid
	查询条件	ALL/NOT IN
		比较	=
			!=
			>
			>=
			<>
			<=
			实例ID
			磁盘Data store
			多实例支持
工具与功能	工具	M2DB数据二进制文件导入、导出
		物理库数据导入、导出
		M2DB二进制文件转化为ASCII文件
		内存占用估算
		M2DB状态打印
		M2DB与物理库数据一致性稽核
		hash索引hash冲突分析
		查看锁状态、手工解锁
	核心功能	同步	手动、自动全量刷新(物理库至M2DB)
			自动增量刷新(物理库至M2DB)
		多表关联查询
			表记录数或索引记录数使用百分比达到阈值
			表数据块或者索引数据块页数使用百分比达到阈值
			动态数据内存使用百分比达到阈值
			静态数据内存使用百分比达到阈值
			自动全量刷新成功/失败
			手工全量刷新成功/失败
			复制冲突解决
			创建M2DB实例成功/失败
			M2DB数据字典不一致
			M2DB表和索引数据不一致
			M2DB与 物理库	记录总数不一致
				M2DB记录缺失
				字段内容不一致
				M2DB数据冗余
			增量刷新被强制kill掉时，自动拉起
			全量定时刷新被强制kill掉时，自动拉起

关键技术

双份内存无锁机制： 使用双份内存结构和无锁设计，实现高效的并发读写操作，避免了传统锁机制的性能瓶颈，提升了系统的吞吐量和响应速度。

多实例控制： 支持多个数据库实例的并行运行和管理，每个实例独立运作，互不干扰，提供了灵活的部署和扩展选项。

内存优化：通过优化字段结构顺序和字节对齐方式，实现了内存使用效率的最大化，为用户提供了更加高效和可靠的数据库解决方案。

三、产品特性

高性能：

利用共享内存技术，实现数据的高速存取，降低I/O延迟。

高并发：

支持大量并发用户同时访问，保证系统的稳定性和响应速度。

易用性：

提供标准的SQL接口，用户无需关心底层实现，即可轻松进行数据的增删改查。

部署简单：

配置简单，易于部署和管理，不需要复杂的存储配置和调优。

四、性能基准测试

双份内存表（doubleReadOnly）与单份内存表（singleReadOnly）性能

动态表（wiriteThroughNotTran）性能

五、应用场景

实时分析和报告：适用于需要实时生成和查询大量数据的分析和报告系统。

高频率数据更新： 适用于需要快速数据写入和更新的应用，如实时监控系统和交易处理系统。

缓存加速：可作为缓存系统的后端存储，提升缓存数据的访问速度和响应时间。

嵌入式应用：适用于需要将数据库嵌入到应用程序中，以提供本地数据存储和管理功能。