CN101369267A - 一种基于内存库的模糊查询方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于内存库的模糊查询方法，引入模糊查询的方法，将记录分别存放在普通记录存放表和通配记录存放表中，对于通配记录存放表设置两个T树索引，对于应用层的检索请求，先在普通记录存放表中进行查询；对于查不到记录的，再在通配记录存放表中完成查询。本发明在仅增加少量内存的情况下，即只增加两个T树索引所占空间，有效解决了HSS系统内模糊查询效率低的问题，提高HSS的业务质量。而且查询采用通用接口，减少了代码开发与维护的工作量。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于内存库的模糊查询方法，具体涉及一种可以在HLR网元中进行模糊查询的方法。
背景技术
在移动通信的网元中，在HLR网元中归属签约服务器(HSS)业务系统支持对某个用户标识的单个/批量查询，包括对PVI(IMPI)(私有用户标识Private user identities-PVI)和PUI(IMPU)(公开用户标识Public useridentities—PUI)的查询。其中IMS(IP Mutimedia Subsystem)的用户标识大部分都是URL格式的，需要通过模糊查询在内存库快速查找通配记录。HSS中业务配置信息(Service Profile)的单个/批量查询，也是通过模糊查询在内存库查找通配记录。基于内存库的模糊查询技术在未来的移动通信领域已经/正在得到越来越广泛的应用。
HSS业务系统查询某个用户标识时，需要根据用户URL到内存库查询用户记录。查询时业务侧发出查询请求，如果在内存库中能够查到用户标识等于该用户URL的记录，则返回对应记录内容；如果查不到则继续进行模糊查询，到通配记录存放表中查找匹配该记录的通配记录，例如待查记录是“cdmahlr@zte.com”，到内存库中查找到的通配记录可能是“cdma*@zte.com”或“*hlr@zte.com”或“cdmahlr@*”等，最后返回匹配长度最长的通配记录，应该是“cdma*@zte.com”。
HSS系统目前的模糊查询的方法中，通配记录存放的内存表一般采用散列哈希索引，查询采用遍历的方法，用待查记录与表中所有的记录进行匹配。该查询方法查询的速度很低，效率低下，直接影响HSS业务的质量与成功率。这种查询方法还有一个缺点就是查询的流程比较混乱，没有统一的查询接口，每增加一种涉及到模糊查询的应用都要相应增加一组对应的接口，维护和编程工作量都比较大。
发明内容
本发明解决的技术问题是提出了一种基于内存库的模糊查询方法，在增加少量内存的情况下，解决HSS系统内模糊查询效率低的问题，提高HSS的业务质量。
本发明提出的基于内存库的模糊查询方法，包括以下处理步骤：
1)将内存库中的不带通配符的记录存入普通记录存放表，将带有通配符的记录存入通配记录存放表，并确定两个存放表的关联关系和分别建立两个存放表的索引；
2)应用层发出模糊查询请求，请求中所带用户标识为不带通配符的用户；
3)查询接口接收到查询请求，并在普通记录存放表中进行查询；
4)如果在普通记录存放表中查到用户记录，接口层将查询结果返回给应用层，查询结束；
5)如果在普通记录存放表中查不到用户记录，查询两个存放表的关联关系，如果对应的通配记录存放表存在且不为空，转步骤6)；
6)在通配记录存放表中进行查询，接口层将查询结果返回给应用层，查询结束。
优选的，所述步骤6)中查询结果为所有可匹配记录中最长的记录。
优选的，所述步骤1)中具体为对通配记录存放表建立两个T树索引，其中T树索引A按照从左匹配进行顺序排序，而T树索引B按照右匹配进行顺序排序。
优选的，所述步骤6)中在通配记录存放表中进行查询时，先在T树索引A进行模糊匹配查询，如果能够查到匹配记录，将查询结果返回应用层；如果查不到，继续到T树索引B中进行模糊匹配查询，将最后查询结果返回应用层。
优选的，所述在记录存放表中进行查询采用函数调用或者消息调用的方式实现。
优选的，所述方法还包括以下记录插入内存库的处理过程：
6.1)对于不带通配符的记录，直接插入普通记录存放表；对于带有通配符的记录，进入步骤6.2)；
6.2)检查通配符的位置，通配符在用户标识的最右边或者中间位置，则将该用户标识增加到T树索引A中；通配符在用户标识的最左边的则增加到T树索引B中；
6.3)将索引插入成功的带通配符的记录插入到通配记录存放表。
优选的，所述方法还包括以下从内存库中删除记录的处理过程：
7.1)对于不带通配符的待删记录，直接从普通记录存放表中删除；对于带通配符的待删记录，进入步骤7.2)；
7.2)检查通配符的位置，通配符在用户标识的最右边或者中间位置，则到T树索引A中将该用户标识删除；通配符在用户标识的最左边的从T树索引B中删除该用户标识；
7.3)将索引删除成功的带通配符的记录从通配记录存放表中删除。
优选的，所述步骤6)中的T树索引模糊匹配查询过程为：
8.1)从T树索引的根节点开始进行查找，设根节点为当前待查节点；
8.2)取当前节点最小记录和最大记录分别与待查用户标识进行大小比较；分以下几种情况：
a.如果最小记录中通配符之前的字符串“小于”待查记录，并且最大记录“大于”待查记录，则说明在待查记录的匹配记录只可能在本节点；需要在本节点进行进一步查询，转步骤8.3)；
b.如果最小记录中通配符之前的字符串“大于”待查记录，或者最大记录“小于”待查记录，则说明待查记录不在本节点；转步骤8.4)；
c.如果最小记录“等于”待查记录且最大记录“大于”待查记录转步骤8.5)，如果是最大记录“等于”待查记录且最小记录“小于”待查记录转步骤8.6)。如果最大值和最小值都“等于”待查记录，转步骤8.7)；
8.3)在当前节点进行进一步查找，从最小记录开始逐条查找，一直找到某条记录通配符之前的字符串“大于”待查记录；转步骤8.8)；
8.4)如果最小记录“大于”待查记录，取当前节点的左孩子节点为新的当前节点，转步骤8.2)；如果最大记录“小于”待查记录，取当前节点的右孩子节点为新的当前节点，转步骤8.2)；
8.5)在当前节点的左子树寻找“小于”待查记录的最大值所在节点，设为结束节点，记下查询路径；从当前节点最大值开始，从大到小，沿着上述查询路径，将索引中记录与待查记录进行逐条匹配，到结束节点中“小于”待查记录的值为止；转步骤8.8)；
8.6)在当前节点的右子树寻找“大于”待查记录的最小值所在节点，设为结束节点，记下查询路径；从当前节点最小值开始，从小到大，沿着上述查询路径，将索引中记录与待查记录进行逐条匹配，到结束节点中“大于”待查记录的值为止；转步骤8.8)；
8.7)在当前节点的左子树寻找“小于”待查记录的最大值所在节点，设为下限边界节点；同时在当前节点的右子树寻找“大于”待查记录的最小值所在节点，设为上限边界节点；然后从下限边界节点的最小值开始，从小到大，到上限边界节点的最大值结束，逐条匹配；转步骤8.8)；
8.8)记下所有查到的可匹配记录中的最长匹配记录作为查找结果返回应用层，查找结束。
优选的，待查用户标识与索引中记录进行比较时，取待查记录的起始部分长度为T树索引中记录的通配符之前字符串长度的部分参与比较。
优选的，如果T树索引采用的是左匹配和中间匹配，索引记录中通配符之前字符串是指通配符左边的字符串；如果是右匹配，索引记录中通配符之前字符串是指通配符右边的字符串。
本发明引入的模糊查询的方法，在仅增加少量内存的情况下，即只增加两个T树索引所占空间，有效解决了HSS系统内模糊查询效率低的问题，提高HSS的业务质量。而且查询采用通用接口，减少了代码开发与维护的工作量。
附图说明
图1是说明本发明中通配记录与普通记录的存放表的原理图；
图2是本发明实现的模糊查询的操作流程图；
图3是本发明中通配记录的插入流程图；
图4是本发明中通配记录删除的流程图；
图5是本发明中在T树索引中搜索待查关键字匹配的通配记录的流程图。
具体实施方式
本发明实现了一种在HSS系统进行模糊查询的内存表规划与组织，主要包括以下技术要点：
(1)将不带通配符的普通记录存放在一个内存表当中，根据实际需要建立索引。
(2)带通配符的通配记录存放在另一个内存表当中。
(3)存放通配记录的内存表和普通记录存放的内存表之间存在内部关联关系，应用层仅对普通记录存放的内存表具有直接操作权限。
(4)通配记录存放内存表建有两个T树索引；一个T树索引是按照从左到右的顺序进行排序，本发明称之为T树索引A；另一个T树索引按照从右至左的顺序进行排序，本发明称之为T树索引B；通配记录内存表中所有记录均为唯一记录。
(5)约定通配符比其他任何字符都要小(或者大)，进行字符串比较时凡是通配符与其他字符比较时一律认为通配符为小(如果约定的通配符比其它字符大就认为大)。
(6)T树索引元素排列的顺序可以从小到大，也可以采用从大到小的顺序。
(7)用户记录对应插入普通记录存放表或通配记录存放表。
(8)用户记录从普通记录存放表或通配记录存放表中删去。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。图中所举示例都是以PUI用户在内存库的模糊查询为例。
图1为通配记录与普通记录存放的两个表之间关联关系图。其中：
表R_PUI 11存放不带通配符的普通记录，表R_PUI_M 13存放带有通配符的记录，两个表在数据库中间物理上相对独立，但存在关联关系，根据表的特征参数可以互相查询对应的表句柄。应用层只能访问表R_PUI 11，而不能直接访问表R_PUI_M 13。表R_PUI 11根据系统自身的要求建立自己的索引12；表R_PUI_M 13建立两个T树索引，其中T树索引A 14按照从左匹配进行顺序排序，而T树索引B 15按照右匹配进行顺序排序。通配记录存放内存表与普通记录存放内存表物理上可以合在一起，也可以分开存放，只需要保证两个T树索引中仅插入具有本索引特征的记录，其他记录加入到另外的索引即可。
图2是本发明实现的模糊查询的流程图。具体步骤如下：
步骤201：应用层发出PUI用户模糊查询请求，请求中所带用户标识为普通用户，不带通配符；
步骤202：查询接口接收到查询请求，先到R_PUI表进行查询，本实施例中采用函数调用方式，当然也可以采用消息调用的方式实现；
步骤203：如果在R_PUI查到记录，接口层将结果返回给应用层，查询结束；
步骤204：接步骤203，如果R_PUI中查不到用户记录，查询R_PUI表的关联关系，如果对应的通配记录存放表R_PUI_M存在且不为空，继续查询；
步骤205：查询R_PUI_M表，先在T树索引A进行模糊匹配查询，如果能够查到匹配记录，将查询结果返回应用层；如果查不到，继续到T树索引B中进行模糊匹配查询。将最后查询结果中最长匹配记录返回应用层。查询结束。
图3是本发明中单条记录的插入流程图。
步骤1，记录插入，先检查记录中是否带有通配符；
步骤2，如果不带通配符，直接插入R_PUI；如果带有通配符，进入下一步；
步骤3，检查通配符的位置，通配符在用户标识的最右边或者中间位置，则将该用户标识增加到T树索引A中；通配符在用户标识的最左边的则增加到T树索引B中；
步骤4，将索引插入成功的带通配符的用户记录插入到表R_PUI_M。插入完成。
图4是本发明中单条通配记录删除的流程图。
步骤1，记录删除，检查待删除用户标识中是否带有通配符，
步骤2，如果不带通配符，直接从R_PUI删除；如果带有通配符，进入下一步；
步骤3，检查通配符的位置，通配符在用户标识的最右边或者中间位置，则到T树索引A中将该用户标识删除；通配符在用户标识的最左边的从T树索引B中删除该用户标识；
步骤4，将索引删除成功的带通配符的用户记录从表R_PUI_M中删除。
图5是本发明中在顺序索引中搜索待查关键字匹配的通配记录的方法。
在R_PUI表中查询不到精确匹配记录之后，就开始到通配记录表R_PUI_M中查找通配记录。本图仅说明在一个顺序索引中查询待查记录，内存表总体查询流程在图2中说明。
步骤501，从T树节点的根节点开始进行查询，设其为当前查询节点；
步骤502，取当前节点的最小记录和最大记录与待查记录进行比较；比较时取索引中通配符之前的部分与待查记录进行比较；
步骤503，如果待查记录小于最小记录，设当前记录的左孩子节点为新的当前节点，转步骤502；如果大于最大记录，设当前记录的右孩子节点为新的当前节点，转步骤502；如果待查记录小于最大记录同时大于最小记录，转步骤504；如果待查记录等于最大记录同时大于最小记录，转步骤505；如果待查记录等于最小记录同时小于最大记录，转步骤506；如果待查记录等于最小记录同时又等于最大记录，转步骤507；
步骤504，从当前节点最小记录起，逐条匹配，一直到有大于待查记录的记录为止；转508；
步骤505，从当前节点的右子节点开始，在T树索引中查找大于待查记录的最小记录所在节点，设为边界节点；从当前节点到边界节点逐条与待查记录进行匹配，到有大于待查记录的值为止，转步骤508；
步骤506，从当前节点的左子节点开始，在T树索引中查找小于待查记录的最大记录所在节点，设为边界节点；从当前节点到边界节点逐条与待查记录进行匹配，到有小于待查记录的值为止，转步骤508；
步骤507，从当前节点的左子节点开始，在T树索引中查找小于待查记录的最大记录所在节点，设为下限边界节点；从当前节点的右子节点开始，在T树索引中查找大于待查记录的最小记录所在节点，设为上限边界节点；从下限节点到上限节点，逐条与待查记录进行匹配；转步骤508；
步骤508，记录所有可匹配记录中最长记录为最终查询结果，结束查询。
此外上述实施例中使用的T树索引，还可以用B树索引、AVL索引等顺序索引替代，但是查询的效率要稍低于T树索引。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤：
1)将内存库中的不带通配符的记录存入普通记录存放表，将带有通配符的记录存入通配记录存放表，并确定两个存放表的关联关系和分别建立两个存放表的索引；
2)应用层发出模糊查询请求，请求中所带用户标识为不带通配符的用户；
3)查询接口接收到查询请求，并在普通记录存放表中进行查询；
4)如果在普通记录存放表中查到用户记录，接口层将查询结果返回给应用层，查询结束；
5)如果在普通记录存放表中查不到用户记录，查询两个存放表的关联关系，如果对应的通配记录存放表存在且不为空，转步骤6)；
6)在通配记录存放表中进行查询，接口层将查询结果返回给应用层，查询结束。
2.根据权利要求1所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，所述步骤6)中查询结果为所有可匹配记录中最长的记录。
3.根据权利要求1或2所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，所述步骤1)中具体为对通配记录存放表建立两个T树索引，其中T树索引A按照从左匹配进行顺序排序，而T树索引B按照右匹配进行顺序排序。
4.根据权利要求3所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，所述步骤6)中在通配记录存放表中进行查询时，先在T树索引A进行模糊匹配查询，如果能够查到匹配记录，将查询结果返回应用层；如果查不到，继续到T树索引B中进行模糊匹配查询，将最后查询结果返回应用层。
5.根据权利要求1或2所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，所述在记录存放表中进行查询采用函数调用或者消息调用的方式实现。
6.根据权利要求4所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，所述方法还包括以下记录插入内存库的处理过程：
6.1)对于不带通配符的记录，直接插入普通记录存放表；对于带有通配符的记录，进入步骤6.2)；
6.2)检查通配符的位置，通配符在用户标识的最右边或者中间位置，则将该用户标识增加到T树索引A中；通配符在用户标识的最左边的则增加到T树索引B中；
6.3)将索引插入成功的带通配符的记录插入到通配记录存放表。
7.根据权利要求4所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，所述方法还包括以下从内存库中删除记录的处理过程：
7.1)对于不带通配符的待删记录，直接从普通记录存放表中删除；对于带通配符的待删记录，进入步骤7.2)；
7.2)检查通配符的位置，通配符在用户标识的最右边或者中间位置，则到T树索引A中将该用户标识删除；通配符在用户标识的最左边的从T树索引B中删除该用户标识；
7.3)将索引删除成功的带通配符的记录从通配记录存放表中删除。
8.根据权利要求4所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，所述步骤6)中的T树索引模糊匹配查询过程为：
8.1)从T树索引的根节点开始进行查找，设根节点为当前待查节点；
8.2)取当前节点最小记录和最大记录分别与待查用户标识进行大小比较；分以下几种情况：
a.如果最小记录中通配符之前的字符串“小于”待查记录，并且最大记录“大于”待查记录，则说明在待查记录的匹配记录只可能在本节点；需要在本节点进行进一步查询，转步骤8.3)；
b.如果最小记录中通配符之前的字符串“大于”待查记录，或者最大记录“小于”待查记录，则说明待查记录不在本节点；转步骤8.4)；
c.如果最小记录“等于”待查记录且最大记录“大于”待查记录转步骤8.5)，如果是最大记录“等于”待查记录且最小记录“小于”待查记录转步骤8.6)。如果最大值和最小值都“等于”待查记录，转步骤8.7)；
8.3)在当前节点进行进一步查找，从最小记录开始逐条查找，一直找到某条记录通配符之前的字符串“大于”待查记录；转步骤8.8)；
8.4)如果最小记录“大于”待查记录，取当前节点的左孩子节点为新的当前节点，转步骤8.2)；如果最大记录“小于”待查记录，取当前节点的右孩子节点为新的当前节点，转步骤8.2)；
8.5)在当前节点的左子树寻找“小于”待查记录的最大值所在节点，设为结束节点，记下查询路径；从当前节点最大值开始，从大到小，沿着上述查询路径，将索引中记录与待查记录进行逐条匹配，到结束节点中“小于”待查记录的值为止；转步骤8.8)；
8.6)在当前节点的右子树寻找“大于”待查记录的最小值所在节点，设为结束节点，记下查询路径；从当前节点最小值开始，从小到大，沿着上述查询路径，将索引中记录与待查记录进行逐条匹配，到结束节点中“大于”待查记录的值为止；转步骤8.8)；
8.7)在当前节点的左子树寻找“小于”待查记录的最大值所在节点，设为下限边界节点；同时在当前节点的右子树寻找“大于”待查记录的最小值所在节点，设为上限边界节点；然后从下限边界节点的最小值开始，从小到大，到上限边界节点的最大值结束，逐条匹配；转步骤8.8)；
8.8)记下所有查到的可匹配记录中的最长匹配记录作为查找结果返回应用层，查找结束。
9.根据权利要求8所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，待查用户标识与索引中记录进行比较时，取待查记录的起始部分长度为T树索引中记录的通配符之前字符串长度的部分参与比较。
10.根据权利要求9所述的基于内存库的模糊查询方法，其特征在于，如果T树索引采用的是左匹配和中间匹配，索引记录中通配符之前字符串是指通配符左边的字符串；如果是右匹配，索引记录中通配符之前字符串是指通配符右边的字符串。
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