CN102222107A - 数据存取系统及其数据存取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据存取系统及其数据存取方法，数据存取系统包括内存，用于提供存储空间；内存数据库，用于存取用户数据，所述用户数据包括用户标识；内存数据库空间扩展模块，用于判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，从内存中加载空闲存储空间至所述内存数据库。本发明提供的数据存取系统包括内存数据库和内存数据库空间扩展模块，在内存数据库的空间使用量达到一定值时，内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至所述内存数据库，以实现对内存数据库的扩容，也就相应的解决了现有内存数据库一旦启动，其容量就固定了的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及一种数据存取系统及其数据存取方法。
背景技术
内存数据库是将数据放入到内存中进行直接操作的数据库。与硬盘相比，内存的数据读写速度要高出几个数量级，因此，从内存中读写数据相比从磁盘上读写数据，能够极大地提高应用的性能。故，内存数据库广泛应用于计算机、网络通信等领域进行数据共享。
现在的内存数据库是基于配置基础上的，即在使用前对内存数据库参数(内存数据库空间的大小、内存数据库与硬盘的同步频率等)进行配置，一旦内存数据库启动，内存数据库的容量和内存数据库处理数据的能力就固定了。在内存数据库参数配置时，完全依靠数据库管理员(Database Administrator，DBA)的经验进行操作，若内存数据库空间配置比较小，随着存储的用户数据的增加，在内存数据库空间被用完或接近用完时，需要关停内存数据库进行重新配置，这样势必会影响到采用此内存数据库的相关应用的正常使用；若内存数据库空间配置过大，势必造成内存资源的浪费和冗余。
发明内容
本发明提供一种数据存取系统及其数据存取方法，以解决现有技术中的内存数据库以配置作为基础，一旦内存数据库启动，其容量就固定了，不能根据内存数据库的使用情况自动伸缩内存数据库空间的问题。
本发明提供一种数据存取系统，包括：
内存，用于提供存储空间；
内存数据库，用于存储用户数据，所述用户数据包括用户标识；
内存数据库空间扩展模块，用于判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，从内存中加载空闲存储空间至所述内存数据库。
本发明还提供一种数据存取的方法，包括：
内存数据库空间扩展模块判断内存数据库的当前已用容量与总容量的比值是否大于加载阈值，若判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值，则内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至内存数据库。
本发明提供的数据存取系统包括内存数据库和内存数据库空间扩展模块，在内存数据库的空间使用量达到一定值时，即内存数据库的已用空间容量与总容量的比值大于加载阈值时，内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至内存数据库，以实现对内存数据库的扩容，也就相应的解决了现有内存数据库一旦启动，其容量就固定了的问题。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明数据存取系统实施例1的结构示意图；
图2为本发明数据存取系统实施例2的结构示意图；
图3为本发明数据存取系统实施例3的结构示意图；
图4为本发明数据存取系统实施例4的结构示意图；
图5为本发明数据存取方法实施例1的流程示意图；
图6为本发明数据存取方法实施例2的信令流程图。
附图标记：
1-内存数据库； 2-内存数据库空间 3-内存热点区；
扩展模块；
4-内存非热点区； 5-磁盘关系数据库； 6-第一判断模块；
7-第二判断模块； 8-内存。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明数据存取系统实施例1的结构示意图，包括内存数据库1、内存数据库空间扩展模块2和内存8。
其中，内存8用于提供存储空间；内存数据库1用于存取用户数据，所述用户数据包括用户标识；内存数据库空间扩展模块2用于判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，从内存中加载空闲存储空间至内存数据库，实现内存数据库的动态扩容。
用户数据以用户费用明细为例，具体见下表：
表1用户费用明细表
| 字段名称 | 是否主键 | 是否为空 | 数据类型 | 是否外键 | 备注 |
| 用户标识 | 是 | 否 | |||
| 用户名 | 否 | 否 | |||
| 电话费 | 否 | 否 | |||
| 水费 | 否 | 否 | |||
| 电费 | 否 | 否 | |||
| 其他 | 否 | 否 |
每个用户对应一个用户费用明细表，用户费用明细表内至少包括用户标识、用户名、电话费、水费及电费等项目。随着用户量的增加，内存数据库中所储存的用户费用明细表也相应的增加，在所有用户费用明细表占用内存数据库的空间容量与总容量的比值大于加载阈值时，内存数据库空间扩展模块2从内存8中加载空闲存储空间至内存数据库1，以形成空间更大的新的内存数据库。此处的加载阈值用来表征需要对内存数据库进行扩容的内存数据库已用空间容量与总容量比值的界限值。内存数据库空间扩展模块2从内存中加载空闲存储空间至内存数据库1采用如下算法：
memoryblock_num＝hotdatavisit_frequency-loadmax/visitmemoryvalue；
totoal_loadmemory＝memoryblock*memoryblock_num。
由此可见，该实施例的数据存取系统，可以基于事件进行智能扩容，即在内存数据库的空间使用量达到一定值时，也就是内存数据库的空间已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至所述内存数据库，以实现对内存数据库的扩容，也就相应的解决了现有内存数据库一旦启动，其容量就固定了的问题。避免了出现因内存数据库容量固定而出现的，内存数据库空间配置比较小时，随着存储的用户数据的增加，在内存数据库空间被用完或接近用完时，需要关停内存数据库进行重新配置，影响到采用此内存数据库的相关应用的正常使用的情况；以及，若内存数据库空间配置过大，会造成内存资源的浪费和冗余的情况。
进一步的，基于上述实施例，如图2所示，本发明数据存取系统实施例包括内存数据库1、内存数据库空间扩展模块2和内存8。
其中，内存数据库1包括相互连接的内存热点区3和内存非热点区4。内存热点区3用于存储热点数据；内存非热点区4用于存储非热点数据。热点数据与非热点数据的区别仅在于它们被访问的频度，访问频度高则为热点数据，否则为非热点数据。
对用户数据进行读取时，内存热点区3内的用户数据具有较高的优先级别，可以获得优先读取权利。根据用户数据的访问频度将用户数据进行分区存储、读取，降低了内存数据库的响应时长，大大提高了用户数据的读取效率，提高了该数据存取系统的应用性能。
进一步的，基于上述实施例，如图3所示，本发明数据存取系统除了包括由相互连接的内存热点区3和内存非热点区4组成的内存数据库1、内存数据库空间扩展模块2和内存8外，还包括磁盘关系数据库5。磁盘关系数据库5与所述内存数据库1连接，用于存储访问频度小于沉淀阈值的所述非热点数据。
从内存中读取数据的速度远远高于(最高可以高出几个数量级)从硬盘(磁盘)中读取数据的速度，因此将数据放在内存数据库中进行读取可以提高应用的整体性能，但是，若把所有的数据全存储于内存数据库中，会造成内存数据库臃肿，延长内存数据库的响应时间，还占用了内存数据库有限的空间。因此，将被访问频度极低的用户数据沉淀于磁盘关系数据库5中后，可以空置出一定的内存数据库1空间用来存放热点数据，以利于提高该数据存取系统的应用性能。同时，虽然被访问频度极低的用户数据沉淀于读取速度较低的磁盘关系数据库5中，但是，由于其被访问的频率低，因而不会对该数据存取系统的应用性能造成不利的影响。
进一步的，基于上述实施例，如图4所示，本发明数据存取系统除了包括由相互连接的内存热点区3和内存非热点区4组成的内存数据库1、内存数据库空间扩展模块2、内存8和磁盘关系数据库5外，还包括第一判断模块6和第二判断模块7。
第一判断模块6用于判断用户数据被访问频度是否大于热点阈值，若判断获知所述用户数据被访问频度大于沉淀阈值，则所述用户数据为所述热点数据，并将所述热点数据存储于内存热点区；否则所述用户数据为所述非热点数据，并将所述非热点数据存储于内存非热点区。同时，第一判断模块还用于判断所述非热点数据的访问频度是否小于沉淀阈值，若判断获知所述非热点数据的访问频度小于沉淀阈值，则将该非热点数据存储于磁盘关系数据库5。其中，热点阈值用于表征按照被访问的频度来划分用户数据类型的界限值，沉淀阈值用于表征将非热点数据沉淀于磁盘关系数据库时的访问频度界限值。
第二判断模块7用于根据所述用户标识判断所要访问的用户数据是位于内存数据库，还是位于磁盘关系数据库，若判断获知所述用户数据位于内存数据库，并从所述内存数据库中读取所述用户数据，否则所述用户数据位于磁盘关系数据库中，则首先将所述用户数据读取至所述内存数据库，然后再从所述内存数据库中读取该用户数据。
如图5所示，本发明数据存取方法实施例1的流程示意图，包括以下步骤：
S100：内存数据库空间扩展模块判断内存数据库的当前已用容量与总容量的比值是否大于加载阈值；
数据存取系统在使用过程中，随着用户量的增长，内存数据库内所存储的用户数据也相应的增加，其空间使用量也进一步得到增高。在内存数据库已用空间增加的时候，内存数据库空间扩展模块判断内存数据库的当前已用容量(已用空间)与总容量的比值是否大于加载阈值。
S200：若判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至内存数据库。
在内存数据库空间扩展模块判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，说明此时内存数据库的未使用空间过小，已不能再满足用户量进一步增加的要求。此时，内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至内存数据库，以实现对内存数据库的扩容。内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至内存数据库时采用如下算法：
memoryblock_num＝hotdatavisit_frequency-loadmax/visitmemoryvalue；
totoal_loadmemory＝memoryblock*memoryblock_num。
进一步的，为了降低内存数据库的响应时长，提高用户数据访问的速度，第一判断模块将用户数据被访问频度与热点阈值进行比较判断，若判断获知用户数据被访问的频度大于热点阈值，则此数据被认为是热点数据，并将此用户数据存放于内存热点区，以供优先访问，否则将用户数据存放于内存非热点区。另外，第一判断模块还判断存储于内存非热点区的所述非热点数据的访问频度是否小于沉淀阈值，若判断获知所述非热点数据的访问频度小于沉淀阈值，则将所述非热点数据存储于磁盘关系数据库，经过此操作可以将被访问频度较低的用户数据从内存数据库中移出，仅仅使被访问频度较高的用户数据驻留于内存数据库内，这样一方面可以保证对被访问频率较高的用户数据具有较高的访问速度，另一方面也可以提高内存数据库的使用率，即存储于内存数据库各扇区内的用户数据均能被经常性的访问。
如图6所示，本发明数据存取方法实施例2的信令流程图，具体包括以下流程：
S1：查询用户费用明细QeryUserFeeDetail()；
用户的应用DAO(Data Access Object)访问数据存取系统内所存取的用户明细数据，用户明细具体见上文表1。
S2：判断数据是否存在；
第二判断模块根据用户明细数据中的用户标识判断所要访问的用户明细数据是位于内存数据库，还是位于磁盘关系数据库。
S3：如果数据存在于内存数据库中-返回UserFeeDetail数据，即用户明细数据；
S4：如果数据不存在于内存数据库中，转向磁盘关系数据库读取数据；
S5：加载磁盘关系数据库中的数据到内存数据库；
所要读取的用户明细数据不在内存数据库中时，则需要转向硬盘关系数据库去进行数据的读取，此时，内存数据库的内存控制层发出数据读取请求至内存数据库用于与磁盘关系数据库连接的数据接口层，数据读取请求中包含用户标识。
S6：获取磁盘关系数据库数据；
内存数据库的数据接口层采用标准的JDBC(Java Data Base Connectivity)连接接口标准向磁盘关系数据库请求数据。
S7：消息封装；
磁盘关系数据库收到数据读取请求后，将与数据读取请求中用户标识相应的用户列表数据进行打包，以便将其发送至内存数据库。
S8：消息返回UserFeeDetail，即将打包后的用户列表数据返回至内存数据库；
S9：消息返回；
S10：判断内存数据库的容量是否达到限值；
在磁盘关系数据库内的用户列表数据返回至内存数据库后，内存数据库空间扩展模块判断内存数据库的当前已用容量与总容量的比值是否大于加载阈值。
S11：如果达到限值后台启动扩展内存进程；
在内存数据库空间扩展模块判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至内存数据库，以实现对内存数据库的扩容，内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至内存数据库时采用如下算法：
memoryblock_num＝hotdatavisit_frequency-loadmax/visitmemoryvalue；
totoal_loadmemory＝memoryblock*memoryblock_num。
S12：消息返回；
S13：判断数据是否是热点数据；
第一判断模块判断用户列表数据被访问频度是否大于热点阈值。
S14：热点数据放入内存热点区域优先访问；
在第一判断模块判断获知用户列表数据被访问频度大于热点阈值时，则该用户列表数据为被定义为热点数据，存储于内存数据库的内存热点区以供优先访问，否则用户列表数据被定义为非热点数据，并存储于内存数据库的内存非热点区。另外，在第一判断模块判断获知存储于内存非热点区的非热点数据的访问频度小于沉淀阈值，则将所述非热点数据存储于磁盘关系数据库。
S15：消息返回-UserFeeDetail数据，即将从磁盘关系数据库内读取至内存数据库中的用户列表数据返回给DAO。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种数据存取系统，其特征在于，包括：
内存，用于提供存储空间；
内存数据库，用于存储用户数据，所述用户数据包括用户标识；
内存数据库空间扩展模块，用于判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，从内存中加载空闲存储空间至所述内存数据库。
2.根据权利要求1所述的数据存取系统，其特征在于，
所述用户数据分为热点数据和非热点数据；
所述内存数据库包括：
内存热点区，用于存储所述热点数据；
内存非热点区，用于存储所述非热点数据。
3.根据权利要求2所述的数据存取系统，其特征在于，还包括：
磁盘关系数据库，与所述内存数据库连接，用于存储访问频度小于沉淀阈值的所述非热点数据。
4.根据权利要求2所述的数据存取系统，其特征在于，还包括：
第一判断模块，用于判断用户数据被访问频度是否大于热点阈值，若判断获知所述用户数据被访问频度大于热点阈值，则所述用户数据为所述热点数据，并将该热点数据存储于所述内存热点区；否则所述用户数据为所述非热点数据，并将该非热点数据存储于所述内存非热点区。
5.根据权利要求4所述的数据存取系统，其特征在于，所述第一判断模块还用于判断所述非热点数据的访问频度是否小于沉淀阈值，若判断获知所述非热点数据的访问频度小于沉淀阈值，则将该非热点数据存储于所述磁盘关系数据库。
6.根据权利要求3所述的数据存取系统，其特征在于，还包括：
第二判断模块，用于根据所述用户标识判断所要访问的所述用户数据是位于内存数据库，还是位于磁盘关系数据库，若判断获知所述用户数据位于内存数据库中，则从内存数据库中读取该用户数据，否则首先将所述用户数据从磁盘关系数据库读取至内存数据库，然后再从所述内存数据库读取该用户数据。
7.一种数据存取的方法，其特征在于，包括：
内存数据库空间扩展模块判断内存数据库的当前已用容量与总容量的比值是否大于加载阈值，若判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值，则内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至内存数据库。
8.根据权利要求7所述的数据存取的方法，其特征在于，还包括：
第一判断模块判断用户数据被访问频度是否大于热点阈值，若判断获知所述用户数据被访问频度大于热点阈值，则所述用户数据为热点数据，并将所述热点数据存储于所述内存数据库的内存热点区，否则所述用户数据为非热点数据，并将所述非热点数据存储于所述内存数据库的内存非热点区；所述用户数据包括用户标识。
9.根据权利要求8所述的数据存取的方法，其特征在于，所述第一判断模块还判断存储于所述内存非热点区的所述非热点数据的访问频度是否小于沉淀阈值，若判断获知所述非热点数据的访问频度小于沉淀阈值，则将所述非热点数据存储于磁盘关系数据库。
10.根据权利要求9所述的数据存取的方法，其特征在于，还包括：
第二判断模块根据所述用户标识判断所要访问的用户数据是位于内存数据库，还是位于磁盘关系数据库，若判断获知所述用户数据位于内存数据库，并从所述内存数据库中读取所述用户数据，否则所述用户数据位于磁盘关系数据库中，则首先将所述用户数据读取至所述内存数据库，然后再从所述内存数据库中读取该用户数据。
11.根据权利要求10所述的数据存取的方法，其特征在于，在磁盘关系数据库内的所述用户数据读取至内存数据库时，所述内存数据库空间扩展模块判断所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值是否大于加载阈值，若判断获知所述内存数据库的当前已用容量与总容量的比值大于加载阈值时，所述内存数据库空间扩展模块从内存中加载空闲存储空间至所述内存数据库。
12.根据权利要求10或11所述的数据存取的方法，其特征在于，在磁盘关系数据库内的所述用户数据读取至内存数据库后，所述第一判断模块判断该用户数据被访问频度是否大于热点阈值，若判断获知所述用户数据被访问频度大于热点阈值，则将所述用户数据存储于所述内存热点区、否则将该用户数据存储于内存非热点区。
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