CN102833295B - 分布式缓存系统中的数据操作方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种分布式缓存系统中的数据操作方法和装置。其中，该方法包括：根据应用网元的应用属性将应用网元接入对应的数据空间；其中，该分布式缓存系统中配置有多个数据空间，每个数据空间对应一个应用属性；接收该应用网元的数据操作指令；根据该数据操作指令在上述数据空间中进行数据操作。本发明解决了分布式缓存系统中不支持多种不同属性应用的问题，提高了系统的利用率。

Description

分布式缓存系统中的数据操作方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种分布式缓存系统中的数据操作方法和装置。
背景技术
云计算(Cloud Computing)是网格计算(Grid Computing)、分布式计算(DistributedComputing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(UtilityComputing)、网络存储(NetworkStorage Technologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的系统。分布式缓存是云计算范畴中的一个领域，其作用是提供海量数据的分布式存储服务以及高速读写访问的能力。
现有的分布式缓存系统中，一个系统只能支持属性相同的应用(NRW副本机制，LRU热点移入移出机制等属性)；而对于不同属性的应用，没法做到在同一个系统中共存(因为上述这些属性为整个系统的全局属性，并非是某个特定数据空间的属性)，导致无法实现同一个分布式缓存系统中可以支持多种不同属性应用的场景。
针对相关技术中上述分布式缓存系统中不支持多种不同属性应用的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种分布式缓存系统中的数据操作方法和装置，以至少解决上述分布式缓存系统中不支持多种不同属性应用的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种分布式缓存系统中的数据操作方法，包括：根据应用网元的应用属性将应用网元接入对应的数据空间；其中，该分布式缓存系统中配置有多个数据空间，每个数据空间对应一个应用属性；接收该应用网元的数据操作指令；根据该数据操作指令在上述数据空间中进行数据操作。
其中，上述多个数据空间中的每个数据空间分别对应一个空间标识；根据应用网元的应用属性将应用网元接入对应的数据空间之前，该方法包括：将数据空间的空间标识通知对应的应用网元；上述根据应用网元的应用属性将应用网元接入对应的数据空间包括：接收应用网元的接入指令，其中，接入指令携带有数据空间标识；根据数据空间标识确定应用网元对应的数据空间；将应用网元接入确定的数据空间。
上述根据应用网元的应用属性将应用网元接入对应的数据空间还包括：当未找到与应用网元的应用属性对应的数据空间时，根据应用网元的应用属性创建数据空间，并根据应用属性设置数据空间的属性；将应用网元接入创建的数据空间。
其中，上述根据数据操作指令在数据空间中进行数据操作包括：当数据操作指令为存储指令时，将存储指令中的数据存入数据空间；当数据操作指令为读取指令时，从数据空间读出与读取指令匹配的数据，并将读出的数据反馈给应用网元；当数据操作指令为删除指令时，从数据空间删除与删除指令匹配的数据。
其中，上述多个数据空间中的每个数据空间的属性包括：副本机制(NRW)、热点数据移入移出机制(LRU)和多级存储机制；其中，该多级存储机制包括以下至少之一：内存存储模式、内存与固态硬盘(SSD)的组合存储模式、内存与硬盘的组合存储模式，以及内存、SSD与硬盘的组合存储模式。
根据本发明的另一方面，提供了一种分布式缓存系统中的数据操作装置，包括：接入模块，用于根据应用网元的应用属性将应用网元接入对应的数据空间；其中，分布式缓存系统中配置有多个数据空间，每个数据空间对应一个应用属性；指令接收模块，用于接收应用网元的数据操作指令；数据操作模块，用于根据指令接收模块接收的数据操作指令，在数据空间中进行数据操作。
其中，该装置还包括：标识通知模块，用于当多个数据空间中的每个数据空间分别对应一个空间标识时，预先将数据空间的空间标识通知给对应的应用网元；上述接入模块包括：接入指令接收单元，用于接收应用网元的接入指令，其中，接入指令携带有数据空间标识；数据空间确定单元，用于根据接入指令接收单元接收的接入指令中的数据空间标识确定应用网元对应的数据空间；第一接入单元，用于将应用网元接入确定的数据空间。
上述接入模块还包括：数据空间创建单元，用于当未找到与应用网元的应用属性对应的数据空间时，根据应用网元的应用属性创建数据空间，并根据应用属性设置数据空间的属性；第二接入单元，用于将应用网元接入数据空间创建单元创建的数据空间。
上述数据操作模块包括：数据存储单元，用于当数据操作指令为存储指令时，将存储指令中的数据存入数据空间；数据读取单元，用于当数据操作指令为读取指令时，从数据空间读出与读取指令匹配的数据，并将读出的数据反馈给应用网元；数据删除单元，用于当数据操作指令为删除指令时，从数据空间删除与删除指令匹配的数据。
通过本发明，采用将应用网元接入到对应的数据空间，使不同属性的应用网元接入不同的数据空间，解决了分布式缓存系统中不支持多种不同属性应用的问题，提高了系统的利用率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例1的分布式缓存系统中的数据操作方法流程图；
图2是根据本发明实施例1的分布式缓存系统的结构示意图；
图3是根据本发明实施例1的基于图2提供的系统的数据操作方法流程图；
图4是根据本发明实施例1的数据存取根据不同空间号对不同数据空间进行操作的消息示意图；
图5是根据本发明实施例2的分布式缓存系统中的数据操作装置的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例考虑目前的分布式缓存系统只支持一种属性的应用，局限性较大的问题，提供了一种分布式缓存系统中的数据操作方法和装置，使一个分布式缓存系统能支持多个不同属性的数据空间，每个数据空间对应不同类型的应用，这样一个分布式缓存系统就可以同时支持多种不同属性的应用。
实施例1
本实施例提供了一种分布式缓存系统中的数据操作方法，参见图1，该方法可以在分布式缓存系统中的任意一个服务器上实现，包括以下步骤(步骤S102-步骤S106)：
步骤S102，根据应用网元的应用属性将应用网元接入对应的数据空间；其中，该分布式缓存系统中配置有多个数据空间，每个数据空间对应一个应用属性；
其中，应用网元指运行应用软件的实体，其可以是一个网站，也可以是某网站上的一个应用程序，相关技术中，也将应用网元直接简称为“应用”；
本实施例中的数据空间与应用属性的对应关系可以是一一对应，一个应用网元可以将不同应用属性的数据存储在不同的数据空间上；
步骤S104，接收应用网元的数据操作指令；
应用网元接入分布式缓存系统后，将可以根据需要进行数据操作，例如，向分布式缓存系统发送数据操作指令等；
步骤S106，根据数据操作指令在上述数据空间中进行数据操作。
本实施例中，上述分布式缓存系统中配置的多个数据空间中的每个数据空间分别对应一个空间标识；为了简化分布式缓存系统与应用网元间的操作，上述步骤S102之前，该方法还包括：将数据空间的空间标识通知对应的应用网元；基于此，步骤S102的实现可以包括：接收该应用网元的接入指令，其中，该接入指令携带有数据空间标识；根据数据空间标识确定该应用网元对应的数据空间；将该应用网元接入确定的数据空间。
对于新的应用网元，有时分布式缓存系统中配置的数据空间可能不支持该应用网元的应用属性，此时，若该应用网元接入该分布式缓存系统时，需要为该应用网元创建一个数据空间，基于此，上述步骤S102还包括：当未找到与应用网元的应用属性对应的数据空间时，根据应用网元的应用属性创建数据空间，并根据应用属性设置数据空间的属性；将应用网元接入创建的数据空间。
通过上述步骤S102的操作，每个应用网元会有一个对应数据空间，基于此，上述根据数据操作指令在数据空间中进行数据操作包括：当上述数据操作指令为存储指令时，将存储指令中的数据存入对应的数据空间；当上述数据操作指令为读取指令时，从对应的数据空间读出与读取指令匹配的数据，并将读出的数据反馈给该应用网元；当上述数据操作指令为删除指令时，从对应的数据空间删除与删除指令匹配的数据。其中，对应的数据空间指与发送数据操作指令的应用网元对应的数据空间。
上述数据空间的属性包括：副本机制NRW或热点移入移出机制LRU。
本实施例将应用分组的概念加入到分布式缓存系统中，在一个分布式缓存系统中，创建多个不同属性的数据空间，属性相同的应用归为一组，在同一个空间上进行数据存取；属性不同的应用，则在不同的数据空间进行数据的存取，保证了不同的应用能够在同一个系统中共存，且相互独立，互不影响。
本实施例通过将应用网元接入到对应的数据空间，使不同属性的应用网元接入不同的数据空间，解决了分布式缓存系统中不支持多种不同属性应用的问题，提高了系统的利用率。并且，在硬件资源足够的情况下，只需新增数据空间，即可实现系统的平滑扩展。
下面对上述分布式缓存系统中的数据操作方法进行详细介绍，其包括如下步骤：
步骤A：正常启动分布式缓存系统。
步骤B：创建多个不同属性的数据空间，该些数据空间包含以下属性：spaceid(空间号，是上述空间标识的一种形式)，LRU(热点数据移入移出机制)，NRW(副本机制)，多级存储(内存存储模式、内存+SSD(固态硬盘)存储模式，内存+硬盘存储模式，内存+SSD+硬盘存储模式)等，这几个属性是并列的。本实施例中，每个数据空间都有一个整个分布式缓存系统唯一的空间号。
步骤C：根据事先约定好的NRW、LRU等机制，将不同属性的数据空间分配给不同特性的应用(即运行应用软件的应用网元)。
步骤D：将应用接入对应的数据空间；例如，将相同特性的应用接入分布式缓存系统后，在同一个数据空间上进行数据的存取操作；将不同特性的应用接入不同属性的数据空间后，可以在对应的数据空间进行相关的数据存取操作。因为每个数据空间相对独立，不同数据空间中的数据不会互相覆盖、影响，因此可以保证该分布式缓存系统可以同时支持多种不同属性的应用。
参见图2所示的基于分布式缓存系统的数据存取的网元结构示意图，该系统包括多个应用(应用1、应用2、应用3)、客户端、分布式缓存系统和数据存储服务器。其中，分布式缓存系统安装布置在多个数据存储服务器上，使之成为一个集群，对外可视作是一个存储设备，应用通过本系统中客户端提供的接口，接入到分布式缓存系统中。
下面结合图3详细的描述，不同的应用连上系统，并且在不同的数据空间上进行数据的存储、查询和删除等相关的操作过程：
步骤S302，分布式缓存系统正常运行后，创建不同属性的数据空间(属性：NRW、LRU等)，每个数据空间都有一个整个分布式缓存系统唯一的空间号。
步骤S304，应用通过系统客户端提供的接口来接入本分布式缓存系统。
步骤S306，根据应用的操作指令对相应数据空间中的数据进行操作。
参见图4所示的数据存取根据不同空间号对不同数据空间进行操作的消息示意图，其中，应用在进行设置(set)、获取(get)、删除(delete)相关数据时，发送的接入消息中带上了相应的空间号，以及指针(Key)和指针长度等信息，这样就明确了该应用是接入到某个特定的数据空间，然后在该空间上对数据进行相关的set、get、delete操作。
上述方法还可以应用在以后的系统扩展中，如有新的属性的应用要利用本系统来进行数据的存取，则只需在本系统中，新增一个数据空间，配置其相关属性满足该新的应用，并且将该空间号告知给应用，使该应用能够在该数据空间上进行数据存取。这样，就能顺利的实现该应用在本系统中进行数据的存取，也轻松的实现了本分布式缓存系统的扩展，使本系统的易扩展性得到了体现。
实施例2
本实施例提供了一种分布式缓存系统中的数据操作装置，参见图5，该装置包括：
接入模块52，用于根据应用网元的应用属性将应用网元接入对应的数据空间；其中，该分布式缓存系统中配置有多个数据空间，每个数据空间对应一个应用属性；
指令接收模块54，与接入模块52相连，用于接收上述应用网元的数据操作指令；
数据操作模块56，与指令接收模块54相连，用于根据指令接收模块54接收的数据操作指令，在该数据空间中进行数据操作。
其中，该装置还包括：标识通知模块，用于当多个数据空间中的每个数据空间分别对应一个空间标识时，预先将数据空间的空间标识通知给对应的应用网元；接入模块52包括：接入指令接收单元，用于接收应用网元的接入指令，其中，该接入指令携带有数据空间标识；数据空间确定单元，与接入指令接收单元相连，用于根据接入指令接收单元接收的接入指令中的数据空间标识确定应用网元对应的数据空间；第一接入单元，与数据空间确定单元相连，用于将该应用网元接入确定的数据空间。
优选地，接入模块52还包括：数据空间创建单元，用于当未找到与应用网元的应用属性对应的数据空间时，根据该应用网元的应用属性创建数据空间，并根据应用属性设置数据空间的属性；第二接入单元，用于将该应用网元接入数据空间创建单元创建的数据空间。
基于上述数据空间，数据操作模块56包括：数据存储单元，用于当数据操作指令为存储指令时，将存储指令中的数据存入数据空间；数据读取单元，用于当数据操作指令为读取指令时，从数据空间读出与读取指令匹配的数据，并将读出的数据反馈给应用网元；数据删除单元，用于当数据操作指令为删除指令时，从数据空间删除与删除指令匹配的数据。
本实施例在系统启动后，可以配置多个不同属性的数据空间，数据空间的属性包括：NRW、LRU和多级存储机制；其中，该多级存储机制包括以下至少之一：内存存储模式、内存与固态硬盘(SSD)组合存储模式、内存与硬盘组合存储模式，以及内存、SSD与硬盘组合存储模式。分布式缓存系统根据不同的应用，分配不同属性的数据空间，使不同属性的应用在分布式缓存系统中能在对应属性的数据空间中进行数据的存取等操作，而不会互相干扰导致数据存取操作等的混乱。
本实施例通过将应用网元接入到对应的数据空间，使不同属性的应用网元接入不同的数据空间，解决了分布式缓存系统中不支持多种不同属性应用的问题，提高了系统的利用率。并且，在硬件资源足够的情况下，只需新增数据空间，即可实现系统的平滑扩展。
从以上的描述中可以看出，上述实施例解决了一个分布式缓存系统只能支持同一属性的应用，不支持多种不同属性的应用同时接入的局限性，将一个分布式缓存系统分成多个不同属性的数据空间，用来支持多个不同属性的应用分成属性相同的几个组同时接入同一个分布式缓存系统，并且使系统的可扩展性得到了大大的提升。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种分布式缓存系统中的数据操作方法，其特征在于，包括：
根据应用网元的应用属性将所述应用网元接入对应的数据空间；其中，所述分布式缓存系统中配置有多个数据空间，每个数据空间对应一个应用属性；
接收所述应用网元的数据操作指令；
根据所述数据操作指令在所述数据空间中进行数据操作；
其中，所述多个数据空间中的每个数据空间分别对应一个空间标识；所述根据应用网元的应用属性将所述应用网元接入对应的数据空间之前，所述方法包括：将所述数据空间的空间标识通知对应的应用网元；所述根据应用网元的应用属性将所述应用网元接入对应的数据空间包括：接收应用网元的接入指令，其中，所述接入指令携带有数据空间标识；根据所述数据空间标识确定所述应用网元对应的数据空间；将所述应用网元接入确定的所述数据空间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据应用网元的应用属性将所述应用网元接入对应的数据空间还包括：
当未找到与所述应用网元的应用属性对应的数据空间时，根据所述应用网元的应用属性创建数据空间，并根据所述应用属性设置所述数据空间的属性；
将所述应用网元接入创建的所述数据空间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据操作指令在所述数据空间中进行数据操作包括：
当所述数据操作指令为存储指令时，将所述存储指令中的数据存入所述数据空间；
当所述数据操作指令为读取指令时，从所述数据空间读出与所述读取指令匹配的数据，并将读出的数据反馈给所述应用网元；
当所述数据操作指令为删除指令时，从所述数据空间删除与所述删除指令匹配的数据。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述多个数据空间中的每个数据空间的属性包括：副本机制NRW、热点数据移入移出机制LRU和多级存储机制；其中，所述多级存储机制包括以下至少之一：内存存储模式、内存与固态硬盘SSD的组合存储模式、内存与硬盘的组合存储模式，以及内存、SSD与硬盘的组合存储模式。
5.一种分布式缓存系统中的数据操作装置，其特征在于，包括：
接入模块，用于根据应用网元的应用属性将所述应用网元接入对应的数据空间；其中，所述分布式缓存系统中配置有多个数据空间，每个数据空间对应一个应用属性；
指令接收模块，用于接收所述应用网元的数据操作指令；
数据操作模块，用于根据所述指令接收模块接收的所述数据操作指令，在所述数据空间中进行数据操作；
其中，所述装置还包括：标识通知模块，用于当所述多个数据空间中的每个数据空间分别对应一个空间标识时，预先将所述数据空间的空间标识通知给对应的应用网元；所述接入模块包括：接入指令接收单元，用于接收应用网元的接入指令，其中，所述接入指令携带有数据空间标识；数据空间确定单元，用于根据所述接入指令接收单元接收的接入指令中的所述数据空间标识确定所述应用网元对应的数据空间；第一接入单元，用于将所述应用网元接入确定的所述数据空间。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述接入模块还包括：
数据空间创建单元，用于当未找到与所述应用网元的应用属性对应的数据空间时，根据所述应用网元的应用属性创建数据空间，并根据所述应用属性设置所述数据空间的属性；
第二接入单元，用于将所述应用网元接入所述数据空间创建单元创建的所述数据空间。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据操作模块包括：
数据存储单元，用于当所述数据操作指令为存储指令时，将所述存储指令中的数据存入所述数据空间；
数据读取单元，用于当所述数据操作指令为读取指令时，从所述数据空间读出与所述读取指令匹配的数据，并将读出的数据反馈给所述应用网元；
数据删除单元，用于当所述数据操作指令为删除指令时，从所述数据空间删除与所述删除指令匹配的数据。
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