CN102591910B - 用于组合oltp数据库和olap数据库环境的计算机方法和系统 - Google Patents

用于组合oltp数据库和olap数据库环境的计算机方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种计算机系统提供对联机事务处理(OLTP)数据库服务器和联机分析处理(OLAP)数据库服务器的访问。该计算机系统包括适于接收查询的客户端应用。根据客户端应用的操作模式(例如读取或更新)和(b)OLAP数据库服务器的同步状态，客户端应用将查询重定向到OLTP数据库服务器或OLAP数据库服务器。在所述操作模式是不同于只读操作的模式或同步状态是“未同步”时，客户端应用将所述查询重定向到所述OLTP数据库服务器。在所述操作模式是只读操作且同步状态是“已同步”时，客户端应用将所述查询重定向到所述OLAP数据库服务器。计算机系统还包括OLTP应用服务器(例如Enovia V6)，其包括OLTP适配器和OLAP适配器。OLAP适配器由适于在OLTP语义和OLAP语义之间映射数据的映射部件形成。

Description

用于组合OLTP数据库和OLAP数据库环境的计算机方法和系统
背景技术
企业客户通常维护着两种类型的数据库环境。首先，在联机事务处理(OLTP)环境中使用关系型数据库以支持面向事务的应用，像商标为CATIA、ENOVIA、DELMIA等的Dassault Systemes开发的那些应用。第二，为联机分析处理(OLAP)生成OLTP数据的导出副本，用于增值应用，像商务智能、报告和决策支持。在历史上，OLAP环境也使用关系型数据库技术，但在针对OLAP调节的存储系统变得广泛可用时，这种情况正在改变。DassaultSystemes品牌是现代OLAP仓库的范例。
当前，OLTP和OLAP环境是完全脱节的，各种应用被设计成支持一种环境或另一种。这些多数据库环境的分离实现了计算资源的次最优使用、工作的重复、数据的人工同步和大量其他问题。
下文涉及到与OLAP/OLTP系统的组合相关的领域。G.Danner等人在美国专利No.7756822中提出了一种OLAP/OLTP数据的联合视图。公开的系统提供了跨OLAP和OLTP的内容组合视图，其中认为每种系统中的数据是无关的。其次，Danner等人通过变换OLTP系统的内容计算这种组合的视图。最后，Danner等人提供了一种支持OLAP应用的环境。
Schmitt的美国专利No.7743015类似于美国专利No.7756822。Schmitt的重点是从OLAP数据开始，从OLTP附加未同步信息，从OLAP和OLTP构筑统一的数据立方体。没有提到数据变换(暗示的或采用单一语义)。Schmitt提供了一种环境以支持OLAP应用。
Agassi等人的美国专利No.6480842管理OLAP和OLTP中保持的数据之间的双向关系。Agassi等人的方法从OLAP查询结果导航回到OLTP数据，并从OLTP查询结果导航回到OLAP数据。Agassi等人未提供组合视图，而是它们定义了新类别的OLAP应用。
具有大量事务需求的应用服务器需要利用OLAP和OLTP环境两者。这种应用服务器的范例是ENOVIA V6，其向应用开发者提供目标模型化环境。ENOVIA V6对象模型支持创作操作并采用高度并行的多用户环境，从而对事务和OLTP有强烈需求。不过，ENOVIA V6中很多操作是只读的，不需要事务语义，从而可以由OLAP数据库服务器更有效率地处理应用。非常希望应用开发者从单个基准点开始工作并让应用服务器决定哪个数据库服务器适于给定操作。不过，已知的程序设计框架(应用服务器)中没有向OLAP和OLTP数据库都提供透明访问的。
有两个主要问题要解决。第一个是OLAP和OLTP数据库服务器中的数据语义水平可能不同。OLAP数据是从OLTP数据导出的，但通常通过填充OLAP数据库的提取/变换/加载(ELT)过程稍加改变。第二，在访问OLAP数据库系统时，框架(即应用服务器)必须确保在OLTP数据库一侧写入的任何变化都已经与OLAP数据库服务器同步。这种保证是确保应用在两种数据库服务器环境下都具有数据的一致视图所需的。
发明内容
本发明解决了现有技术中的以上缺点和需要。具体而言，本发明的实施例提供了：
1)集成OLAP和OLTP数据库系统以支持OLTP应用；
2)在OLAP和OLTP语义之间转换数据；以及
3)基于OLTP版本戳(无联合)的管理确定参考系(OLAP或OLTP)。
在一个实施例中，计算机系统提供对OLTP数据库服务器和OLAP数据库服务器的访问。该计算机系统包括客户端应用和OLTP应用服务器。客户端应用适于接收查询并根据客户端应用的操作模式(例如读取或更新)和(b)OLAP数据库服务器的同步状态将查询重定向到OLTP数据库服务器或OLAP数据库服务器。客户端应用：
在所述操作模式是不同于只读操作的模式或同步状态是“未同步”时，将所述查询重定向到所述OLTP数据库服务器，并且
在所述操作模式是只读操作且同步状态是“已同步”时，将所述查询重定向到所述OLAP数据库服务器。
OLTP应用服务器(例如Enovia V6)包括OLTP适配器和OLAP适配器。OLAP适配器包括适于在OLTP语义和OLAP语义之间映射数据的映射部件。
在实施例中，所述OLAP适配器将所述查询从所述OLTP语义映射到所述OLAP语义。
此外，所述OLAP适配器可以将所述查询的结果从所述OLAP语义映射到所述OLTP语义。
实施例还可以包括OLTP数据库服务器存储的版本指示符。版本指示符指示所述OLTP数据库服务器和所述OLAP数据库服务器之间上次完成的同步。OLTP应用服务器可以将版本指示符拷贝到客户端应用的会话状态中，在所述OLTP数据库服务器存储的版本指示符相对于所述客户端应用中的版本指示符副本变化时，所述客户端应用将所述查询重定向到所述OLAP数据库服务器。
其他实施例的形式是执行以上操作和功能的计算机实施的方法和/或计算机程序产品。
附图说明
从附图所示的本发明范例实施例的以下更具体描述前述内容将更加明显，不同视图之间相似的附图标记表示相同部分。附图未必是按比例绘制的，相反，附图的重点在于例示本发明的实施例。
图1是本发明一个实施例的方框图。
图2和3是图1实施例中数据库互操作的流程图。
图4是本发明实施例工作于其中的计算机网络示意图。
图5是图4网络中的计算机节点的方框图。
具体实施方式
下面是本发明范例实施例的描述。
通过引用将这里援引的所有专利、公开申请和参考文献的教导全文并入本文。
图1所示的是体现本发明的计算机数据库系统、设备和方法108。
系统100包括OLTP数据库系统30和OLAP数据库系统40。OLAP数据库系统40一般像现有技术中那样普通配置，并可以由OLAP客户端50b访问。此外，如下文更清楚看到的，OLTP数据库系统30和应用服务器60访问OLAP数据库40并与OLAP数据库40同步数据。
应用服务器60支持OLTP客户端50a。应用服务器60由数据库适配器提取器13、OLTP适配器15和OLAP适配器17形成。使用现有技术中常见的技术，数据库适配器13从OLTP数据库30操作提取信息并用于将OLTP客户端50a与实施细节隔离。OLTP适配器15利用现有技术中已知的技术实施OLTP数据库接口，即在OLTP客户端50a和OLTP数据库服务器30之间转换查询请求和结果。
OLAP适配器17实现OLAP数据库40的接口。OLAP适配器17采用映射器19，所述映射器19将OLAP数据映射到OLTP数据库30语义中。映射器19还将OLTP数据映射到OLAP数据库40语义中。
响应于OLTP客户端50a的查询和操作，默认地，应用服务器60将OLTP客户端应用50a通过OLAP适配器17引导到OLAP数据库系统40。不过，一旦客户端50a执行更新操作，应用服务器60就将客户端50a重定向到OLTP数据库系统30(经由OLTP适配器15)，客户端50a保持在OLTP数据库系统30上，直到(1)完成客户端50a的更新操作，(2)向OLTP数据库30写入更改，以及(3)OLTP数据库系统30已经与OLAP数据库40同步。在实践中，这个时间间隔可以在几秒到几分钟之间。最终结果是系统100的所有“偶然”应用都受到OLAP数据库系统40的支持(浏览、查看等)。仅在开始创作(或其他非只读)会话时，才涉及到OLTP数据库系统30，然后仅仅持续尽可能长。
区分数据库语义的问题采用两个部件。第一个部件是OLAP数据库服务器40中填充的导出数据必须可以与OLTP数据库系统30中创作的原始数据可以1∶1映射。亦即，必须能够获取OLAP数据库40中存储的信息并将其变换回原始OLTP数据库30表达。应用服务器60因此具有对应/协作连接器，其能够使用OLTP数据库30的数据定义作为基线理解和支持OLAP数据库40内容的双向映射。这种连接器是映射器19，用于将源自应用服务器60的查询从OLTP数据库系统30重定向到OLAP数据库系统40。映射器19将查询描述映射到OLAP数据库系统40中并将查询结果映射回OLTP数据库30定义中。这样允许应用服务器60向OLTP客户端应用50a呈现相同结果，无论使用OLAP数据库系统40还是OLTP数据库系统30。
在知道何时访问OLAP数据库系统40，相对于何时访问OLTP数据库系统30时，第二个问题要求应用服务器60：1)理解正在执行的操作模式(例如，读或更新)，以及2)知道来自客户端50a的上次更新何时被推送到OLTP数据库30的环境中并可用于后续查询。这些要求的第一个一开始可能看起来有些琐碎，因为应用服务器60知道操作模式，作为其公开的API的一部分。第二个要求可以通过如下方式得到支持：在OLTP数据储存器30上提供版本戳21，以表示OLTP数据库30和OLAP数据库40之间上次完成的同步。在实施例中，可以通过几种方式实现版本戳21，例如，整数或时间戳或其他指示符。在对OLTP数据库30进行事务处理时，应用服务器60从OLTP数据库30向执行事务的客户端50a的会话状态中拷贝版本戳21。在每个后即客户端50a操作的开始，对照OLTP数据储存器30中存储的当前版本戳21检查版本戳的这个客户端拷贝21’。在OLTP数据储存器30的版本戳21改变时，这意味着完成了同步，可以将客户端50a重定向到OLAP数据库服务器40。
在一个实施例中，同步实际是由后台处理完成的，后台处理每隔几秒轮询一次，以查找变化，从而将其推送到OLAP数据库40环境中。在后台处理探测到需要改变时，其在完成时增加OLTP仓库30上的版本戳21。
额外细节是应用服务器60可以选择将数据划分到多个存储器或“仓库(vault)”中。在这种情况下，可以在“仓库”水平上执行同步和客户端50a的重定向。例如，如果一个仓库用于WIP(未完工程)数据，另一个用于供应者数据，那么对WIP仓库的更新将不会导致对供应者仓库的访问被重定向到OLTP数据库服务器30。
将交互应用的加载推送到OLAP数据库服务器40获得了很大效率。首先，向OLAP数据库40环境推送更多工作，同时减小OLTP数据库30环境的负载将用以平衡典型IT环境中的工作负荷。第二，它为数据库复制提供了高效率且便宜的替代，并允许水平缩放数据库层。最后，如果OLAP数据库系统40使用现代非相关存储技术，可能实现应用可缩放性的根本增益，因为这些系统常常针对只读操作比关系型引擎在更高层次上执行。
图2和3还示出了本发明系统100和应用服务器60的相关操作。响应于客户端应用50a开始数据库交互的请求或命令，应用服务器60在25开始事务处理。接下来在步骤27，应用服务器60判断客户端应用50a的操作模式是否是不同于只读操作的模式(例如，更新模式)。如果在步骤27操作模式是“更新”或非只读的，那么步骤31指导OLTP数据库30的使用，操作处理如通常那样继续(即，由OLTP数据库接口经由OLTP适配器15处理)。
如果仅在步骤27操作模式不是“更新”或非只读，那么步骤28判断OLAP数据库服务器40的同步状态。如果步骤28不需要等待同步，即，状态是“同步的”，那么步骤34指导使用OLAP数据库40。操作处理通过OLAP适配器17继续进行，其中所述OLAP适配器17处理OLAP数据库40和OLTP数据库30语义之间的OLAP数据库40接口和映射器19映射。
如果步骤28的同步状态是“未同步”(即，等待同步)，那么步骤29检查版本指示符21。如果OLTP数据储存器30存储的版本戳21与主题客户端应用50a的版本戳副本21’不同，那么完成同步，步骤34将客户端应用50a重定向到OLAP数据库服务器40。之后，操作处理通过OLAP适配器17继续进行，其中所述OLAP适配器17提供OLTP和OLAP数据库30，40语义之间的OLAP数据库40接口和映射器19映射。
如果步骤29判定OLTP数据库服务器30中存储的版本戳21与客户端应用50a的版本戳副本21’相同，那么步骤31将客户端应用50a定向到OLTP数据库服务器30。之后的操作如上所述。
参考图3，在客户端应用50a提交给定事务处理35之后，系统100/应用服务器60按照如下终止数据库交互。在步骤36，应用服务器60检查操作模式(例如，读取或更新)。如果步骤36判定操作模式是只读，那么在步骤38终止数据库交互。
否则，步骤37向OLTP数据库30提交主题数据。接着，上述后台处理将一些变化推送(同步)到OLAP数据库40并在完成同步时增加(更新)OLTP数据库服务器30的版本戳21。
接下来，步骤39高速缓存OLTP客户端50a会话状态中的当前OLTP数据库版本戳21，数据库交互/处理结束。
图4示出了可以实施本发明的计算机网络或类似的数字处理环境。
客户端计算机/装置50(包括客户端50a、50b)和服务器计算机60提供处理、存储以及输入/输出装置执行应用程序等。客户端计算机/装置50还可以通过通信网络70连接到其他计算装置，包括其他客户端装置/过程50和服务器计算机60。通信网络70可以是远程接入网络、全球网络(例如因特网)、全世界计算机集合、局域或广域网以及当前使用相应协议(TCP/IP、蓝牙等)彼此通信的网关的一部分。其他电子装置/计算机网络架构是适当的。
图5是图4的计算机系统中计算机(例如客户端处理器/装置50或服务器计算机60)的内部结构图示。每个计算机50、60都含有系统总线79，其中总线是用于在计算机或处理系统部件之间传输数据的一组硬件线路。总线79实质上是共享的管道，连接计算机系统的不同元件(例如，处理器、磁盘存储器、存储器、输入/输出端口、网络端口等)，实现元件之间信息的传输。附着于系统总线79的是I/O装置接口82，用于将各种输入输出装置(例如键盘、鼠标、显示器、打印机、扬声器等)连接到计算机50、60。网络接口86允许计算机连接到附着于网络(例如图4的网络70)的各种其他装置。存储器90为易失性存储器提供用于实施本发明实施例的计算机软件指令92和数据94(例如，上文详述的应用服务器60、OLAP适配器17、映射器19、版本指示21和支持代码)。磁盘存储器95为用于实施本发明实施例的计算机软件指令92和数据94提供非易失性存储器。中央处理器84也附着于系统总线79并实现计算机指令的执行。
在一个实施例中，处理器例程92和数据94是计算机程序产品(总体表示为92)，包括提供用于本发明系统软件指令至少一部分的计算机可读介质(例如，可移除存储介质，例如一个或多个DVD-ROM、CD-ROM、软盘、磁带等)。如现有技术公知的那样，可以由任何适当的软件安装程序安装计算机程序产品92。在另一实施例中，也可以通过电缆、通信和/或无线连接下载至少一部分软件指令。在其他实施例中，本发明的程序是在传播介质(例如，在诸如因特网的全球网络或其他网络上传播的无线电波、红外波、激光波、声波或电波)上的被传播信号上体现的计算机程序传播信号产品107。这样的承载介质或信号提供了用于本发明例程/程序92的至少一部分软件指令。
在替代实施例中，传播的信号是在传播介质上承载的模拟载波或数字信号。例如，传播的信号可以是在全球网络(例如因特网)、电信网络或其他网络上传播的数字化信号。在一个实施例中，传播的信号是在一定时间内传播介质上传输的信号，例如在几毫秒、几秒、几分钟或更长时间内在网络上以分组发送的软件应用指令。在另一实施例中，计算机程序产品92的计算机可读介质是计算机系统50可以接收和读取的如上所述用于计算机程序传播信号产品的传播介质，例如方式为接收传播介质并识别传播介质中体现的传播信号。
一般而言，术语“承载介质”或瞬态载体包含以上瞬态信号、传播信号、传播介质、存储介质等。
尽管已经参考其范例实施例对本发明进行了具体图示和描述，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求涵盖的本发明范围的情况下，能够在形式和细节上做出各种变化。

Claims (15)

1.一种提供对联机事务处理(OLTP)数据库服务器和联机分析处理(OLAP)数据库服务器的访问的计算机系统，包括：
客户端应用，适于接收查询并根据(a)所述客户端应用的操作模式和(b)联机分析处理(OLAP)数据库服务器与联机事务处理(OLTP)数据库服务器同步的同步状态，将所述查询重定向到联机事务处理(OLTP)数据库服务器或联机分析处理(OLAP)数据库服务器，所述客户端应用：
在所述操作模式不同于只读操作或所述同步状态是“未同步”时，将所述查询重定向到所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器，并且
在所述操作模式是只读操作且所述同步状态是“已同步”时，将所述查询重定向到所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器；
以及
联机事务处理(OLTP)应用服务器，包括联机事务处理(OLTP)适配器和联机分析处理(OLAP)适配器，所述联机分析处理(OLAP)适配器包括适于在联机事务处理(OLTP)语义和联机分析处理(OLAP)语义之间映射数据的映射部件。
2.根据权利要求1所述的计算机系统，其中所述联机分析处理(OLAP)适配器将所述查询从所述联机事务处理(OLTP)语义映射到所述联机分析处理(OLAP)语义。
3.根据权利要求1所述的计算机系统，其中所述联机分析处理(OLAP)适配器将所述查询的结果从所述联机分析处理(OLAP)语义映射到所述联机事务处理(OLTP)语义。
4.根据权利要求1所述的计算机系统，其中，在所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器处存储有版本指示符，并且所述版本指示符指示所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器和所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器之间上次完成的同步。
5.根据权利要求4所述的计算机系统，其中所述联机事务处理(OLTP)应用服务器将所述版本指示符拷贝到所述客户端应用的会话状态中，并且
在所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器存储的版本指示符相对于所述客户端应用中的版本指示符副本变化时，所述客户端应用将所述查询重定向到所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器。
6.一种提供对联机事务处理(OLTP)数据库服务器和联机分析处理(OLAP)数据库服务器的访问的计算机实施的方法，包括：
在客户端应用中，接收查询并根据(a)所述客户端应用的操作模式和(b)所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器与联机事务处理(OLTP)数据库服务器同步的同步状态，将所述查询重定向到联机事务处理(OLTP)数据库服务器或联机分析处理(OLAP)数据库服务器，查询的所述重定向如下：
在所述操作模式不同于只读操作或所述同步状态是“未同步”时，将所述查询重定向到所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器，并且
在所述操作模式是只读操作且所述同步状态是“已同步”时，将所述查询重定向到所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器；
以及
在联机事务处理(OLTP)语义和联机分析处理(OLAP)语义之间映射数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述映射包括将所述查询从所述联机事务处理(OLTP)语义映射到所述联机分析处理(OLAP)语义。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述映射包括将所述查询的结果从所述联机分析处理(OLAP)语义映射到所述联机事务处理(OLTP)语义。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括指示所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器和所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器之间上次完成的同步。
10.根据权利要求9所述的方法，其中指示包括在所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器存储版本指示符；并且
所述方法还包括：
将所述版本指示符拷贝到所述客户端应用的会话状态中，以及
在所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器存储的版本指示符相对于所述客户端应用中的版本指示符副本变化时，将所述查询重定向到所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器。
11.一种提供对联机事务处理(OLTP)数据库服务器和联机分析处理(OLAP)数据库服务器的访问的装置，所述装置包括：
用于在客户端应用中接收查询并根据(a)所述客户端应用的操作模式和(b)所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器与联机事务处理(OLTP)数据库服务器同步的同步状态，将所述查询重定向到联机事务处理(OLTP)数据库服务器或联机分析处理(OLAP)数据库服务器的单元，查询的所述重定向如下：
在所述操作模式不同于只读操作或所述同步状态是“未同步”时，将所述查询重定向到所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器，并且
在所述操作模式是只读操作且所述同步状态是“已同步”时，将所述查询重定向到所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器；
以及
用于在联机事务处理(OLTP)语义和联机分析处理(OLAP)语义之间映射数据的单元。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述用于映射的单元包括用于将所述查询从所述联机事务处理(OLTP)语义映射到所述联机分析处理(OLAP)语义的单元。
13.根据权利要求11所述的装置，其中所述用于映射的单元包括用于将所述查询的结果从所述联机分析处理(OLAP)语义映射到所述联机事务处理(OLTP)语义的单元。
14.根据权利要求11所述的装置，其中所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器还存储版本指示符，用于指示所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器和所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器之间上次完成的同步。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述版本指示符被拷贝到所述客户端应用的会话状态中；并且
在所述联机事务处理(OLTP)数据库服务器存储的版本指示符相对于所述客户端应用中的版本指示符副本变化时，将所述查询重定向到所述联机分析处理(OLAP)数据库服务器。
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