搜索引擎早期重要论文推荐系列【6】

AlphaSort: A Cache-Sensitive Parallel External Sort

Chris Nyberg, Tom Barclay, Zarka Cvetanovic, Jim Gray, Dave Lomet

这篇论文严格来说和搜索引擎关系不大，这里做推荐，只是因为这是我刚刚搞搜索引擎的时候阅读的一片论文。这篇文章写得非常易懂，其中对编程过程中特别需要考虑的cache line等细节问题，关于外排序不同key/value存储方案的分析，都非常有趣，其中prefix-key/value的方案，记得在某一期pennysort的比赛中也有用到过，是非常不错的cache-sensitive的想法。文章的实验做得也很不错，堪称论文典范。特别请大家注意这是一篇1995年的论文，阅读时请考虑时代背景。

以下就其精彩部分做简要分析

本文特别之处转换选择排序，除非整个排序树能放在cache中，否则就没有QuickSort的局部性好，排序段大部分在二级缓存，部分在芯片缓存中。（在当时，on-board cache指得就是L2 cache，就像内存一样插在板卡上的，因此得名，而L1 Cache是集成在芯片中的）。

快排时，key value的四种存储方案，作者作了分析和测试，其中cache最友好的方案key/pointer和keyprefix/pointer最好，这两种方案还是普遍被采用的。

文中提出了key array需要在cache line size上对齐。

linux可以通过如下命令，获得cache line size

size_t L1_Cache = sysconf(_SC_LEVEL1_CACHE_SIZE)

并且代码编译时使用#pragma DATA_ALIGN(array, 32)//假定检测的结果cache line size为32

编译器会自动将该数组的地址放在末5尾为0的地址上。

（3）文中提到了这样一个多核计算的方（其中CPU affinity在此前的博客中有介绍）

作者使用的是6核CPU共享内存的方式，作者没有交代，我想应该是mmap的方式。

其中root process affinity到0号处理器，另外的5个worker分别affinity到各自编号的处理器上。

root process负责文件的读写（排序文件的读入，有序文件的merge和写入）。worker从事的是memory-intensive的工作。

（4）文件读写瓶颈的处理

作者提到了Raid0加速磁盘读写，异步IO读写，有助于提高磁盘读写效率，将可能合并的IO进行合并。

下载地址：http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.81.9593&rep=rep1&type=pdf

其他推荐阅读：http://www.rosoo.net/a/embedded_o/201003/8635.html