CN104333512B - 一种分布式内存数据库访问系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分布式内存数据库访问系统及方法，将所有节点信息和路由规则存放在每个内存数据库节点上；代理服务实时监听是否有客户端发送节点信息下载请求；代理服务器接收到客户端的节点信息下载请求时，向任一内存数据库节点发送查询请求，获取节点信息发送给客户端；客户端将节点信息保存在本地节点信息文件中；客户端根据接收的节点信息登录任一内存数据库节点，获取路由规则信息；客户端对待执行的SQL语句进行语法解析，分析出表名和查询条件，结合路由规则，确认所述SQL语句的执行节点；直接在所述SQL的执行节点上执行该SQL语句；本发明可有效保障数据一致性，降低网络通信的时间消耗；降低对代理服务器的依赖性。

Description

一种分布式内存数据库访问系统及方法
技术领域
本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及一种分布式内存数据库访问系统及方法。
背景技术
传统的分布式数据库系统，一般采用代理服务器的方式，客户端发送SQL请求给代理服务器，代理服务器对SQL语句进行解析，然后根据路由规则，将SQL请求分发到相关的若干个数据库节点上执行；代理服务器汇总各个节点的处理结果，再转发给客户端，从而实现对分布式数据库的增删改查等操作。
对于内存数据库来讲，对内存数据的操作是非常快的，如果通过代理服务器来访问内存数据库，由于涉及多次网络通信，消耗的时间要远比直接访问内存大得多，这样将无法充分发挥出内存数据库的速度优势。
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，提供一种分布式内存数据库访问系统。客户端的SQL操作能够不通过代理服务器，直接根据路由规则访问各个内存数据库节点，减少网络通信的消耗；同时客户端又不需要维护复杂的路由规则。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种分布式内存数据库访问系统，包括内存数据库节点集群、客户端和代理服务器；
所述内存数据库节点集群，其用于在每个内存数据库节点上存放所有内存数据库节点的节点信息和路由规则；
所述客户端，其用于向代理服务器发送节点信息下载请求，接收代理服务器反馈的节点信息并保存，还用于根据节点信息登录任一内存数据库节点获取路由规则，以及对待执行的SQL语句进行解析，根据解析结果及路由规则确定所述SQL语句的执行节点，将SQL语句直接在执行节点上执行；
所述代理服务器，其用于监听是否有客户端的节点信息下载请求，当监听到节点信息下载请求时，其登录任一内存数据库节点获取节点信息发送给客户端。
本发明的有益效果是：本发明将节点信息及路由规则统一保存在各内存数据库节点中，客户端不需要维护这些信息，避免由于数据不一致造成路由错误；同时，客户端不用通过统一的代理服务器来执行SQL操作，直接在相应的节点上进行SQL操作，可以有效降低网络通信的时间消耗，极大的提高了访问效率；另外，即使代理服务器在生产过程中发生异常，客户端也不会受到影响。本发明可有效保障数据一致性，降低网络通信的时间消耗；降低对代理服务器的依赖性。
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，所述客户端包括客户端程序模块和客户端接口模块，所述客户端程序模块通过调用客户端接口模块实现客户端功能；所述客户端接口模块包括节点信息下载单元、节点路由加载单元、路由解析单元、SQL解析单元、执行单元和结果合并单元；
所述节点信息下载单元，其用于根据客户端程序模块的调用生成节点信息下载请求并发送给代理服务器，还用于接收代理服务器反馈的节点信息并保存；
所述节点路由加载单元，其用于根据节点信息登录任一内存数据库节点获取路由规则并发送给路由解析单元；
所述路由解析单元，其用于对接收的路由规则进行解析，获取路由信息，将路由信息发送给执行单元；
所述SQL解析单元，其用于对待执行的语句进行解析，将SQL解析结果发送给执行单元；
所述执行单元，其用于根据接收的路由信息及SQL解析结果确认所述SQL语句的执行节点，将该SQL操作在该执行节点上执行；
所述结果合并单元，其用于接收反馈的执行结果并进行整合合并。
进一步，所述代理服务器包括消息监听模块和节点信息获取模块；
所述消息监听模块，其用于实时监听是否有客户端发送的节点信息下载请求，当收到节点信息下载请求时调用节点信息获取模块；
所述节点信息获取模块，其用于根据消息监听模块的调用，登录任一内存数据库节点获取节点信息，并发送给客户端。
进一步，所述客户端还用于在连接代理服务器失败时，判断本地是否存在已存储的历史节点信息文件，如果存在获取节点信息，否则结束本次流程。
采用上述进一步技术方案的有益效果：客户端在首次连接代理服务器时，已经将节点信息保存在本地文件中了，即便之后代理服务器发生异常，客户端再次启动时也不会受到任何影响，仍然可以通过之前保存的本地文件，获取节点信息和路由规则。
进一步，每个内存数据库节点以系统表的方式存放所有内存数据库节点的节点信息和路由规则。
进一步，所述客户端接收到代理服务器反馈的节点信息的同时断开与代理服务器的连接。
采用上述进一步方案的有益效果：客户端获得节点信息并保存在文件中便与代理服务器断开连接，之后的操作不再依赖于代理服务器。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种分布式内存数据库访问方法，包括如下步骤：
步骤1，将所有内存数据库节点的节点信息和路由规则存放在每个内存数据库节点上，通过分布式事务保证数据一致性；
步骤2，代理服务器启动监听服务，实时监听是否有客户端发送节点信息下载请求；
步骤3，代理服务器接收到客户端的节点信息下载请求时，向任一内存数据库节点发送查询请求，获取节点信息发送给客户端；
步骤4，客户端将节点信息保存在本地节点信息文件中；
步骤5，客户端根据接收的节点信息登录任一内存数据库节点，获取路由规则信息；
步骤6，客户端对待执行的SQL语句进行语法解析，分析出表名和查询条件，结合路由规则，确认所述SQL语句的执行节点；
步骤7，直接在所述SQL的执行节点上执行该SQL语句。
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，上述技术方案还包括当客户端连接代理服务器失败时，客户端判断本地是否存在已存储的历史节点信息文件，如果存在获取节点信息，否则结束流程。
进一步，步骤1中所有内存数据库节点的节点信息和路由规则以系统表的方式存放在每个内存数据库节点上。
进一步，步骤4中客户端接收到代理服务器反馈的节点信息的同时断开与代理服务器的连接。
附图说明
图1为本发明所述一种分布式内存数据库访问系统框图；
图2为本发明所述一种分布式内存数据库访问方法流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、内存数据库节点集群，2、客户端，3、代理服务器，21、客户端程序模块，22、客户端接口模块，31、消息监听模块，32、节点信息获取模块。
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所示，一种分布式内存数据库访问系统，包括内存数据库节点集群1、客户端2和代理服务器3；所述内存数据库节点集群1，其用于在每个内存数据库节点上以系统表的方式存放所有内存数据库节点的节点信息和路由规则；所述客户端2，其用于向代理服务器发送节点信息下载请求，接收代理服务器反馈的节点信息并保存，还用于根据节点信息登录任一内存数据库节点获取路由规则，以及对待执行的SQL语句进行解析，根据解析结果及路由规则确定所述SQL语句的执行节点，将SQL语句直接在执行节点上执行；所述代理服务器3，其用于监听是否有客户端的节点信息下载请求，当监听到节点信息下载请求时，其登录任一内存数据库节点获取节点信息发送给客户端。
其中，所述客户端2包括客户端程序模块21和客户端接口模块22，所述客户端程序模块21通过调用客户端接口模块22实现客户端功能；所述客户端接口模块22包括节点信息下载单元、节点路由加载单元、路由解析单元、SQL解析单元、执行单元和结果合并单元；所述节点信息下载单元，其用于根据客户端程序模块的调用生成节点信息下载请求并发送给代理服务器，还用于接收代理服务器反馈的节点信息并保存；所述节点路由加载单元，其用于根据节点信息登录任一内存数据库节点获取路由规则并发送给路由解析单元；所述路由解析单元，其用于对接收的路由规则进行解析，获取路由信息，将路由信息发送给执行单元；所述SQL解析单元，其用于对待执行的语句进行解析，将SQL解析结果发送给执行单元；所述执行单元，其用于根据接收的路由信息及SQL解析结果确认所述SQL语句的执行节点，将该SQL操作在该执行节点上执行；所述结果合并单元，其用于接收反馈的执行结果并进行整合合并。
其中，所述代理服务器3包括消息监听模块31和节点信息获取模块32；所述消息监听模块31，其用于实时监听是否有客户端发送的节点信息下载请求，当收到节点信息下载请求时调用节点信息获取模块；所述节点信息获取模块32，其用于根据消息监听模块的调用，登录任一内存数据库节点获取节点信息，并发送给客户端。
所述客户端2还用于在连接代理服务器失败时，判断本地是否存在已存储的历史节点信息文件，如果存在获取节点信息，否则结束本次流程。客户端在首次连接代理服务器时，已经将节点信息保存在本地文件中了，即便之后代理服务器发生异常，客户端再次启动时也不会受到任何影响，仍然可以通过之前保存的本地文件，获取节点信息和路由规则。
所述客户端2接收到代理服务器反馈的节点信息的同时断开与代理服务器的连接。客户端获得节点信息并保存在文件中便与代理服务器断开连接，之后的操作不再依赖于代理服务器。假定在生产过程中，代理服务器发生异常，客户端不会受到任何影响，仍然可以通过之前保存的本地磁盘上的节点信息文件中获取节点信息。
如图2所示，一种分布式内存数据库访问方法，包括如下步骤：
步骤1，将所有内存数据库节点的节点信息和路由规则以系统表的方式存放在每个内存数据库节点上，通过分布式事务保证数据一致性；
步骤2，代理服务器启动监听服务，实时监听是否有客户端发送节点信息下载请求；
步骤3，代理服务器接收到客户端的节点信息下载请求时，向任一内存数据库节点发送查询请求，获取节点信息发送给客户端；
步骤4，客户端将节点信息保存在本地节点信息文件中；
步骤5，客户端根据接收的节点信息登录任一内存数据库节点，获取路由规则信息；
步骤6，客户端对待执行的SQL语句进行语法解析，分析出表名和查询条件，结合路由规则，确认所述SQL语句的执行节点；
步骤7，直接在所述SQL的执行节点上执行该SQL语句。如果是在某一个节点上执行，则直接将SQL请求发送到对应节点执行。如果是在某几个节点上执行，则将SQL请求并发发送到多个节点上同时执行，然后对各个节点上的处理结果进行汇总。
上述技术方案还包括当客户端连接代理服务器失败时，客户端判断本地是否存在已存储的历史节点信息文件，如果存在获取节点信息，否则结束流程。
步骤4中客户端接收到代理服务器反馈的节点信息的同时断开与代理服务器的连接。
客户端接口模块将“节点信息下载”、“节点路由加载”、“路由解析”、“SQL解析”、“结果合并”统一封装成API函数库(动态链接库)，供客户端程序模块调用。
节点信息及路由规则以系统表的形式存放在内存数据库节点中，方便统一维护，以下是设计举例。
节点信息设计举例：
路由规则设计举例：
路由信息表定义
本表存储每张表的路由信息定义。
路由字段规则定义
说明：用于存放分库表的具体路由规则，根据路由字段计算的值，查找本表，确定具体的节点。
客户端连接代理服务器，获取节点信息，然后登陆任一节点，获取上述路由规则，之后可以直接根据路由规则，在相应的内存数据库节点上操作SQL语句，以查询为例，单次查询的耗时仅为20微秒，而按传统方式，通过代理服务器查询，则耗时不低于200微秒。
上述方法的有益效果在于，节点信息及路由规则统一保存在各内存数据库节点中，客户端不需要维护这些信息，避免由于数据不一致造成路由错误。同时，客户端不用通过统一的代理服务器来执行SQL操作，可以有效降低网络通信的时间消耗。另外，即使代理服务器在生产过程中发生异常，客户端也不会受到影响。
本发明应用系统和分布式内存数据库混合部署，每个内存数据库节点所在主机上，都部署了应用系统，通过适当配置数据路由，可以使每个客户端应用的大部分SQL请求都路由到本主机所在的节点上，这样将可以直接通过共享内存来访问本机节点的数据，从效率上来讲，要比通过代理服务器来转发SQL请求的方式快10倍以上。
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 (10)

1.一种分布式内存数据库访问系统，其特征在于，包括内存数据库节点集群、客户端和代理服务器；
所述内存数据库节点集群，其用于在每个内存数据库节点上存放所有内存数据库节点的节点信息和路由规则；
所述客户端，其用于向代理服务器发送节点信息下载请求，接收代理服务器反馈的节点信息并保存，还用于根据节点信息登录任一内存数据库节点获取路由规则，以及对待执行的SQL语句进行解析，根据解析结果及路由规则确定所述SQL语句的执行节点，将SQL语句直接在执行节点上执行；
所述代理服务器，其用于监听是否有客户端的节点信息下载请求，当监听到节点信息下载请求时，其登录任一内存数据库节点获取节点信息发送给客户端。
2.根据权利要求1所述一种分布式内存数据库访问系统，其特征在于，所述客户端包括客户端程序模块和客户端接口模块，所述客户端程序模块通过调用客户端接口模块实现客户端功能；所述客户端接口模块包括节点信息下载单元、节点路由加载单元、路由解析单元、SQL解析单元、执行单元和结果合并单元；
所述节点信息下载单元，其用于根据客户端程序模块的调用生成节点信息下载请求并发送给代理服务器，还用于接收代理服务器反馈的节点信息并保存；
所述节点路由加载单元，其用于根据节点信息登录任一内存数据库节点获取路由规则并发送给路由解析单元；
所述路由解析单元，其用于对接收的路由规则进行解析，获取路由信息，将路由信息发送给执行单元；
所述SQL解析单元，其用于对待执行的语句进行解析，将SQL解析结果发送给执行单元；
所述执行单元，其用于根据接收的路由信息及SQL解析结果确认所述SQL语句的执行节点，将该SQL操作在该执行节点上执行；
所述结果合并单元，其用于接收反馈的执行结果并进行整合合并。
3.根据权利要求1所述一种分布式内存数据库访问系统，其特征在于，所述代理服务器包括消息监听模块和节点信息获取模块；
所述消息监听模块，其用于实时监听是否有客户端发送的节点信息下载请求，当收到节点信息下载请求时调用节点信息获取模块；
所述节点信息获取模块，其用于根据消息监听模块的调用，登录任一内存数据库节点获取节点信息，并发送给客户端。
4.根据权利要求1所述一种分布式内存数据库访问系统，其特征在于，所述客户端还用于在连接代理服务器失败时，判断本地是否存在已存储的历史节点信息文件，如果存在获取节点信息，否则结束本次流程。
5.根据权利要求1所述一种分布式内存数据库访问系统，其特征在于，每个内存数据库节点以系统表的方式存放所有内存数据库节点的节点信息和路由规则。
6.根据权利要求1所述一种分布式内存数据库访问系统，其特征在于，所述客户端接收到代理服务器反馈的节点信息的同时断开与代理服务器的连接。
7.一种分布式内存数据库访问方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将所有内存数据库节点的节点信息和路由规则存放在每个内存数据库节点上，通过分布式事务保证数据一致性；
步骤2，代理服务器启动监听服务，实时监听是否有客户端发送节点信息下载请求；
步骤3，代理服务器接收到客户端的节点信息下载请求时，向任一内存数据库节点发送查询请求，获取节点信息发送给客户端；
步骤4，客户端将节点信息保存在本地节点信息文件中；
步骤5，客户端根据接收的节点信息登录任一内存数据库节点，获取路由规则信息；
步骤6，客户端对待执行的SQL语句进行语法解析，分析出表名和查询条件，结合路由规则，确认所述SQL语句的执行节点；
步骤7，直接在所述SQL的执行节点上执行该SQL语句。
8.根据权利要求7所述一种分布式内存数据库访问方法，其特征在于，还包括当客户端连接代理服务器失败时，客户端判断本地是否存在已存储的历史节点信息文件，如果存在获取节点信息，否则结束本次流程。
9.根据权利要求7所述一种分布式内存数据库访问方法，其特征在于，步骤1中所有内存数据库节点的节点信息和路由规则以系统表的方式存放在每个内存数据库节点上。
10.根据权利要求7所述一种分布式内存数据库访问方法，其特征在于，步骤4中客户端接收到代理服务器反馈的节点信息的同时断开与代理服务器的连接。
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