CN103500180A - 一种基于连接池管理的分布式事务处理方法 - Google Patents

一种基于连接池管理的分布式事务处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其通过在代理服务器中建立连接池，当代理服务器接收到应用服务器发送的一个事务处理的第一条业务请求时，代理服务器与相关的数据库服务器建立持久化连接，代理服务器将该业务请求通过持久化连接发送给各数据库服务器进行处理，且后续的所有属于该事务处理的业务请求均通过已建立的持久化连接发送给各数据库服务器进行处理，直至应用服务器发送的业务请求为关闭本次事务处理请求或者非事务请求，代理服务器收回代理服务器与各数据库服务器间建立的持久化连接，保证了事务处理数据的一致性及完整型，同时也保证了事务的隔离级别，对高并发数据业务起到促进作用，保证高并发访问的数据一致性。

Description

一种基于连接池管理的分布式事务处理方法
技术领域
本发明涉及分布式数据库及云计算领域，尤其涉及一种基于连接池管理的分布式事务处理方法。
背景技术
在互联网、电信等许多关键领域，随着企业业务的不断发展，企业的I/T环境也在不断进行演变，单个数据库已经很难满足海量数据库存储和高并发数据访问，分布式数据库的出现成为必然，分布式数据库能够有效的解决海量数据存储和并发问题，通过数据的水平切合和数据表的垂直切分，有效的缓解了海量数据存储，通过负载均衡、高可用、轮询等缓解了高并发问题，但是如何保障各个节点数据的一致性、数据完整性、数据隔离性成为分布式数据库需要面对的问题。
如图1所示，现有分布式数据库系统很难做到对分布式事务处理的支持，每个数据库节点和代理服务器之间采用短连接方式，无法保障数据的回滚和数据的一致性。
每个应用服务器与代理服务器之间建立一个链接，代理服务器负责简单的路由处理，根据路由结果将sql消息发送到数据库节点，数据库节点和代代理服务器间存在一个临时的数据库连接，会话完毕后，连接就被回收，供其他数据库访问调用。
现有方法存在以下缺点：
1）数据库节点和代理服务器间无持久连接无法保障数据的回退操作；
2)在多节点同时操作的情况下无法保证数据的一致性；
3)应用服务器和代理服务器之间的连接无法做到有效的继承，数据库节点和代理服务器之间处于无序状态，连接的无序状态导致数据库无法高可用，分布式数据库受到很大的限制；
4）对于数据性要求较高的业务无法支持；
5）数据库事务隔离级别无法支持，部分数据无法读取，导致无法进行行锁和脏读。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，有效实现分布式数据库对事务的处理。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，包括如下步骤：
步骤1：在代理服务器中建立连接池，并初始化；
步骤2：应用服务器向代理服务器发送业务请求；
步骤3：代理服务器判断业务请求的类型，如过为非事务请求，执行步骤4；如果为事务请求，执行步骤5；
步骤4：通过短连接方式处理，结束；
步骤5：判断业务请求是否为事务开启性语句，如果是则执行步骤6，否则执行步骤8；
步骤6：赋予应用服务器与代理服务器间的连接状态为事务状态并设定事务级别，代理服务器根据业务请求在连接池中查找要发送业务请求的数据库服务器，并建立代理服务器与查找到的各数据库服务器间的持久化连接；
步骤7：代理服务器通过持久化连接将业务请求发送给各数据库服务器，执行步骤9；
步骤8：代理服务器根据业务请求内容进行路由，根据路由结果与已建立的持久化连接进行比较，找到所需的持久化连接，并通过找到的持久化连接将业务请求发送给相应的数据库服务器；
步骤9：所述各数据库服务器处理业务请求，并向代理服务器返回处理结果；
步骤10：代理服务器将处理结果返回给应用服务器，并判断本次处理的业务请求是否为本次事务处理的结束性语句，如果不是，则保持代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接，返回步骤2；如果是则收回代理服务器与所述各数据库服务器间的持久化连接，结束。
本发明的有益效果是：建立代理服务器与数据库服务器间的持久化连接，保障了事务处理数据的一致性和完整性；实现了多用户权限管理，每个应用服务器只与其权限下的数据库服务器建立持久化连接，从而提高数据的安全性，提高并发量；是线路支持障事务的隔离级别，有效的满足了用户进行数据脏读取操作，行锁等操作；对高并发数据业务起到促进作用，保障高并发数据的访问数据一致性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤1中建立连接池并初始化的具体步骤如下：
步骤1.1：建立连接池；
步骤1.2：配置连接池中每个数据库服务器节点的用户操作权限；
步骤1.3：加载连接池节点信息；
采用上述进一步方案的有益效果是：将分布式数据库中所有数据库服务器写节点写入连接池，每个写节点都可以与代理服务器建立持久化连接；配置每个数据库服务器写节点的用户操作权限，即实现多用户管理权限，因为每个用户可以管理的节点数有限，不可能管辖所有的写节点，因此配置每个数据库服务器节点的用户操作权限，当某个用户登录应用服务器向代理服务器发送事务处理请求时，代理服务器需要过滤出属于该用户的节点，并建立代理服务器与这些节点的持久化连接，优化了事务处理性能，提供了数据安全性和并发量。
进一步，上述技术方案还包括在代理服务器与数据库服务器建立持久化连接后，将应用服务器和代理服务器间的连接状态以及事务级别赋予所述代理服务器与各数据库服务器建立的持久化连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：保证了连接的一致性。
进一步，步骤4的具体实现为：
步骤4.1：赋予应用服务器与代理服务器间的连接状态为非事务状态；
步骤4.2：代理服务器根据业务请求内容进行路由，并根据路由结果通过临时连接将业务请求发送给相应的数据库服务器；
步骤4.3：数据库服务器处理业务请求并将处理结果通过临时连接返回给代理服务器；
步骤4.4：代理服务器将处理结果返回给应用服务器，释放代理服务器与数据库服务器间的临时连接。
进一步，步骤10中所述事务结束性语句为数据提交语句或数据回滚语句。
进一步，所述数据提交语句的发送条件为：当一次事务处理的所有业务请求均处理成功时，应用服务器才通过代理服务器向各数据库服务器发送数据提交请求，各数据库服务器根据数据提交请求进行数据提交操作，操作完成后收回代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接；
所述数据回滚语句的发送条件为：当一次事务处理的任何一个业务请求发生异常时，应用程序即通过代理服务器向各数据库服务器发送数据回滚请求，各数据库服务器根据数据回滚请求进行数据回滚操作，操作完成后回收代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接。
进一步，所述连接池中配置有负责均衡策略，所述负载均衡策略包括强一策略和弱一策略；
所述强一策略，当所有数据库服务器都在线的情况下，代理服务器才向相应的数据库服务器发送事务请求；
所述弱一策略，只对在线的相应的数据库服务器发送业务请求。
进一步，上述技术方案还包括所述代理服务器定时向各数据库服务器进行握手，判断各数据库服务器是否在线，如果存在离线的数据库服务器，将离线的数据库服务器从连接池中移除。
采用上述进一步方案的有益效果是：确保强一策略的实现。
附图说明
图1为分布式系统；
图2为本发明所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法流程图；
图3为本发明所述步骤1的流程图；
图4为本发明所述步骤4的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、应用服务器，2、代理服务器，3、数据库服务器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、2所示，一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，包括如下步骤：
步骤1：在代理服务器中建立连接池，并初始化；
步骤2：应用服务器向代理服务器发送业务请求；
步骤3：代理服务器判断业务请求的类型，如过为非事务请求，执行步骤4；如果为事务请求，执行步骤5；
步骤4：通过短连接方式处理，结束；
步骤5：判断业务请求是否为事务开启性语句，如果是则执行步骤6，否则执行步骤8；
步骤6：赋予应用服务器与代理服务器间的连接状态为事务状态并设定事务级别，代理服务器根据业务请求在连接池中查找要发送业务请求的数据库服务器，并建立代理服务器与查找到的各数据库服务器间的持久化连接；
步骤7：代理服务器通过持久化连接将业务请求发送给各数据库服务器，执行步骤9；
步骤8：代理服务器根据业务请求内容进行路由，根据路由结果与已建立的持久化连接进行比较，找到所需的持久化连接，并通过找到的持久化连接将业务请求发送给相应的数据库服务器；
步骤9：所述各数据库服务器处理业务请求，并向代理服务器返回处理结果；
步骤10：代理服务器将处理结果返回给应用服务器，并判断本次处理的业务请求是否为本次事务处理的结束性语句，如果不是，则保持代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接，返回步骤2；如果是则收回代理服务器与所述各数据库服务器间的持久化连接，结束。
步骤3中，代理服务器2对应用服务器1发送的业务请求（Sql语句）进行识别，如果为事务处理的开启性语句，则更赋予用服务器1与代理服务器间2的连接状态为事务状态并设定事务级别，同时调用代理服务器2中的连接池，从而开始了对该事务的处理。
代理服务器每次接收到应用服务器发送的业务请求语句后，都要判断业务请求的类型及应用服务器与代理服务器的连接状态，如果业务请求为非事务请求且应用服务器与代理服务器的连接状态为非事务状态，则通过短连接将业务请求发送给相应的数据库服务器进行处理；如果业务请求为非事务请求且应用服务器与代理服务器间的连接状态为事务状态，则将应用服务器与代理服务器间的连接状态修改为非事务状态，且收回代理服务器与数据库服务器间的持久化连接，并通过短连接将业务请求发送给相应的数据库服务器进行处理；如果业务请求为开启事务性语句且应用服务器和代理服务器间的连接状态为非事务状态，则更改应用服务器与代理服务器间的连接状态为事务状态，并建立代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接，通过持久化连接将业务请求发送给相应的数据库服务器进行处理；如果应用服务器与代理服务器间的连接状态为事务状态，无论业务请求语句为事务性语句还是非事务性语句，代理服务器根据业务请求内容进行路由，并根据路由结果与已建立的持久化连接进行比较，找出所需的持久化连接，并通过持久化连接将业务请求发送给相应的数据库服务器进行处理。
在一个事务处理的过程中，应用服务器可能发送非事务请求，此时要将应用与代理间的连接状态修改为非事务状态，并收回代理与数据库服务器间的持久化连接，当非事务请求处理完毕后，如果继续处理所述的事务，则再次发送事务开启性语句，重新建立代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接，继续执行本次事务处理的其他业务请求。
其中，上述技术方案在代理服务器2与各数据库服务器3建立持久化连接后，将应用服务器1和代理服务器2间的连接状态以及事务级别赋予所述代理服务器2与各数据库服务器3建立的持久化连接，进而保证连接的一致性。
步骤10中所述事务结束性语句为数据提交语句或数据回滚语句。
所述数据提交语句的发送条件为：当一次事务处理的所有业务请求均处理成功时，应用服务器1才通过代理服务器2向各数据库服务器3发送数据提交请求，各数据库服务器3根据数据提交请求进行数据提交操作，操作完成后收回代理服务器2与各数据库服务器3间的持久化连接；
所述数据回滚语句的发送条件为：当一次事务处理的任何一个业务请求发生异常时，应用服务器1即通过代理服务器2向各数据库服务器3发送数据回滚请求，各数据库服务器3根据数据回滚请求进行数据回滚操作，操作完成后回收代理服务器2与各数据库服务器3间的持久化连接。
其中，所述连接池中配置有负责均衡策略，所述负载均衡策略配置为强一策略或弱一策略；
所述强一策略，当所有数据库服务器都在线的情况下，代理服务器才向相应的数据库服务器发送事务请求；
所述弱一策略，只对在线的相应的数据库服务器发送业务请求，即可以允许部分数据库服务器不再线，可以向在线的服务器数据库发送业务请求，离线的数据库服务器节点会通过数据同步方法将数据同步到该离线的数据库服务器，保证数据的一致性。
其中，上述技术方案还包括所述代理服务器2定时向各数据库服务器3节点进行握手，判断各数据库服务器3是否在线，如果存在离线的数据库服务器3，将离线的数据库服务器3从连接池中移除，以确保强一策略的实现。
如图3所示，所述步骤1中建立连接池并初始化的具体步骤如下：
步骤1.1：建立连接池；
步骤1.2：配置连接池中每个数据库服务器节点的用户操作权限；
步骤1.3：加载连接池节点信息；
其中，步骤1.1中连接池为虚拟连接池。
步骤1.2中配置当前系统的所有数据库服务器节点的用户操作权限，便于每个用户只需向该用户下的节点建立持久化连接，优化了事务处理的性能即步骤1.2。
其中，步骤1.3加载连接池信息，保障每个节点都可以和代理服务器建立持久化连接。
如图4所示，所述步骤4的具体实现如下：
步骤4.1：赋予应用服务器与代理服务器间的连接状态为非事务状态；
步骤4.2：代理服务器根据业务请求内容进行路由，并根据路由结果通过临时连接将业务请求发送给相应的数据库服务器；
步骤4.3：数据库服务器处理业务请求并将处理结果通过临时连接返回给代理服务器；
步骤4.4：代理服务器将处理结果返回给应用服务器，释放代理服务器与数据库服务器间的临时连接。
本发明实现了数据库持久化连接管理、多用户权限管理和数据库事务隔离级别：
数据库持久化连接管理：本发明在一个事务的第一条业务请求发送后，即建立代理服务器2与相应各数据库服务器3间的持久化连接，本事务的其他业务请求均通过已建立的持久化连接发送给相应的各数据库服务器3，保障了事务处理的持久性。
多用户权限管理：在连接池初始化时，为连接池中所有数据库服务器节点配置其用户操作权限，将数据库中所有数据库服务器写节点读入连接池，并每个用户登录应用服务器后，进而应用服务器与代理服务器建立连接，代理服务器只与该用户有操作权限的数据库服务器建立持久化连接，从而提高数据的安全性，提高并发量。
数据库事务隔离级别（包括提交读、未提交、脏读（读取物理文件的数据）、锁读（其应用服务器锁住了，别人不能读））。比如某应用服务器和代理服务器间的事务隔离级别设置为提交读，其他连接该代理服务器的应用服务器（即另一个数据库连接用户名和密码和当前连接的用户名和密码相同），无法看到本应用服务器未提交的数据，只有本应用服务器将数据提交后，其他连接该代理服务器的应用服务器才能看到所示数据；如果某应用服务器和代理服务器间的事务隔离级别设置为未提交读，其他连接该代理服务器的应用服务器（即另一个数据库连接用户名和密码和当前连接的用户名和密码相同）可以看到本应用程序服务器没有提交的数据，本发明通过对连接池的有效管理，实现了对数据库事务隔离级别的支持。
且本发明实现了在不增加硬件投入的条件下，提高系统并发处理能力；充分利用设备闲置时段的计算资源，提高系统资源利用率；利用低端服务器负载分担数据库的存储空间进行数据处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在代理服务器中建立连接池，并初始化；
步骤2：应用服务器向代理服务器发送业务请求；
步骤3：代理服务器判断业务请求的类型，如过为非事务请求，执行步骤4；如果为事务请求，执行步骤5；
步骤4：通过短连接方式处理，结束；
步骤5：判断业务请求是否为事务开启性语句，如果是则执行步骤6，否则执行步骤8；
步骤6：赋予应用服务器与代理服务器间的连接状态为事务状态并设定事务级别，代理服务器根据业务请求在连接池中查找要发送业务请求的数据库服务器，并建立代理服务器与查找到的各数据库服务器间的持久化连接；
步骤7：代理服务器通过持久化连接将业务请求发送给各数据库服务器，执行步骤9；
步骤8：代理服务器根据业务请求内容进行路由，根据路由结果与已建立的持久化连接进行比较，找到所需的持久化连接，并通过找到的持久化连接将业务请求发送给相应的数据库服务器；
步骤9：所述各数据库服务器处理业务请求，并向代理服务器返回处理结果；
步骤10：代理服务器将处理结果返回给应用服务器，并判断本次处理的业务请求是否为本次事务处理的结束性语句，如果不是，则保持代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接，返回步骤2；如果是则收回代理服务器与所述各数据库服务器间的持久化连接，结束。
2.根据权利要求1所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，步骤1中建立连接池并初始化的具体步骤如下：
步骤1.1：建立连接池；
步骤1.2：配置连接池中每个数据库服务器节点的用户操作权限；
步骤1.3：加载连接池节点信息。
3.根据权利要求1所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，在代理服务器与数据库服务器建立持久化连接后，将应用服务器和代理服务器间的连接状态以及事务级别赋予所述代理服务器与各数据库服务器建立的持久化连接。
4.根据权利要求1所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，步骤4的具体实现为：
步骤4.1：赋予应用服务器与代理服务器间的连接状态为非事务状态；
步骤4.2：代理服务器根据业务请求内容进行路由，并根据路由结果通过临时连接将业务请求发送给相应的数据库服务器；
步骤4.3：数据库服务器处理业务请求并将处理结果通过临时连接返回给代理服务器；
步骤4.4：代理服务器将处理结果返回给应用服务器，释放代理服务器与数据库服务器间的临时连接。
5.根据权利要求1所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，步骤10中所述事务结束性语句为数据提交语句或数据回滚语句。
6.根据权利要求5所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，
所述数据提交语句的发送条件为：当一次事务处理的所有业务请求均处理成功时，应用服务器才通过代理服务器向各数据库服务器发送数据提交请求，各数据库服务器根据数据提交请求进行数据提交操作，操作完成后收回代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接；
所述数据回滚语句的发送条件为：当一次事务处理的任何一个业务请求发生异常时，应用服务器即通过代理服务器向各数据库服务器发送数据回滚请求，各数据库服务器根据数据回滚请求进行数据回滚操作，操作完成后回收代理服务器与各数据库服务器间的持久化连接。
7.根据权利要求1所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，所述连接池中配置有负责均衡策略。
8.根据权利要求7所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，所述负载均衡策略配置为强一策略或弱一策略；
所述强一策略，当所有数据库服务器都在线的情况下，代理服务器才向相应的数据库服务器发送事务请求；
所述弱一策略，只对在线的相应的数据库服务器发送业务请求。
9.根据权利要求1所述一种基于连接池管理的分布式事务处理方法，其特征在于，还包括所述代理服务器定时向各数据库服务器进行握手，判断各数据库服务器是否在线，如果存在离线的数据库服务器，将离线的数据库服务器从连接池中移除。
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