CN105681404A - 用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法和装置。所述分布式缓存系统包括位于多个机房中的多个元数据节点，所述多个元数据节点包括主节点和至少一个备用节点，所述方法的一具体实施方式包括：向各个元数据节点依次发出服务请求；接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息，所述反馈信息包括服务接受信息或者服务拒绝信息；将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。该实施方式实现了提高了分布式缓存系统的可用性。

Description

用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法和装置

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体涉及互联网技术领域，尤其涉及用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法和和装置。

背景技术

缓存(cache)具有能够提升指令和数据读取速度的特性，因此，在计算机系统从本地计算机系统向分布式系统的扩展过程中，缓存在分布式计算领域中得到了广泛的应用，这种应用在分布式计算中的缓存称为分布式缓存。其中，元数据节点是分布式缓存系统中的一个重要组成部分。元数据(Metadata)，又称中介数据、中继数据，为描述数据的数据(dataaboutdata)，主要是描述数据属性(property)的信息，用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。元数据节点是保存了分布式缓存系统的元数据信息的节点，元数据节点可以通过所保存的元数据信息对分布式缓存系统提供元数据管理功能。

在分布式缓存系统中，通常设置一个元数据管理节点执行元数据管理功能。然而，如果部署元数据管理节点的机房发生故障，元数据管理节点的故障将导致分布式缓存系统无法执行元数据管理功能，分布式缓存系统的可用性降低。

发明内容

本申请的目的在于提出一种改进的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法和装置，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种用于分布式缓存系统的元数据节点管理的方法，所述分布式缓存系统包括位于多个机房中的多个元数据节点，所述多个元数据节点包括主节点和至少一个备用节点；以及所述方法包括：向各个元数据节点依次发出服务请求；接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息，所述反馈信息包括服务接受信息或者服务拒绝信息；将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。

在一些实施例中，所述将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点，包括：若元数据节点返回的反馈信息是服务接收信息，则确定所述元数据节点为执行元数据管理功能的主节点，并停止发送服务请求。

在一些实施例中，所述方法还包括：检测所确定的主节点是否处于故障状态；若所述主节点处于故障状态，则从与所述主节点位于不同机房的备用节点中选择一个备用节点作为新的主节点。

在一些实施例中，所述分布式缓存系统还包括至少一个用于选择新的主节点的故障处理节点，以及所述从与所述主节点位于不同机房的备用节点中选择一个备用节点作为新的主节点，包括：向所述至少一个故障处理节点发送主节点选举信号，其中，与当前主节点位于不同机房的备用节点作为被选举节点；接收所述至少一个故障处理节点在接收到所述主节点选举信号后返回的投票信息；基于返回的投票信息对所述被选举节点进行仲裁；根据仲裁结果选择对应的备用节点作为新的主节点。

在一些实施例中，所述故障处理节点的数量为奇数。

第二方面，本申请提供了一种于分布式缓存系统的元数据节点管理装置，所述分布式缓存系统包括位于多个机房中的多个元数据节点，所述多个元数据节点包括主节点和至少一个备用节点，所述装置包括：请求发送单元，配置用于向各个元数据节点依次发出服务请求；反馈信息接收单元，配置用于接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息，所述反馈信息包括服务接受信息或者服务拒绝信息；确认单元，配置用于将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。

在一些实施例中，所述确认单元进一步配置用于：若元数据节点返回的反馈信息是服务接收信息，则确定所述元数据节点为执行元数据管理功能的主节点，并停止发送服务请求。

在一些实施例中，所述装置还包括：故障检测单元，配置用于检测所确定的主节点是否处于故障状态；主节点选择单元，若所述主节点处于故障状态，则从与所述主节点位于不同机房的备用节点中选择一个备用节点作为新的主节点。

在一些实施例中，所述分布式缓存系统还包括至少一个用于选择新的主节点的故障处理节点，所述主节点选择单元包括：选举信号发送子单元，配置用于向所述至少一个故障处理节点发送主节点选举信号，其中，与当前主节点位于不同机房的备用节点作为被选举节点；投票信息接收子单元，配置用于接收所述至少一个故障处理节点在接收到所述主节点选举信号后返回的投票信息；仲裁子单元，配置用于基于返回的投票信息对所述被选举节点进行仲裁；选择子单元，配置用于根据仲裁结果选择对应的备用节点作为新的主节点。

在一些实施例中，所述故障处理节点的数量为奇数。

本申请提供的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法和装置，通过在多个机房中部署多个元数据节点，可预防元数据节点所处的机房故障造成分布式缓存系统中没有可用的元数据节点；同时，通过向各个元数据节点发送服务请求以及接收各个元数据节点的反馈信息多个元数据节点中确定主节点，从而防止多个元数据节点的共存对分布式缓存系统造成的冲突，从而提高了分布式缓存系统的可用性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请可以应用于其中的示例性系统架构图；

图2是根据本申请的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法的一个实施例的流程图；

图3是根据本申请的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法的又一个实施例的流程图；

图4是根据本申请的用于分布式缓存系统的元数据节点管理装置的一个实施例的结构示意图；

图5是适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了可以应用本申请的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法或装置的实施例的示例性系统架构100。

如图1所示，系统架构100可以包括客户端101、102，代理服务器106、107，缓存服务器、108、109、元数据节点110、111、112。

其中，代理服务器106、缓存服务器108、元数据节点110位于机房103中，元数据节点111位于机房104中，代理服务器107、缓存服务器109、元数据节点112位于机房105中。

客户端101、102可以通过网络与代理服务器连接106、107连接，代理服务器106、107可以通过网络与缓存服务器108、109连接，代理服务器106、107和缓存服务器108、109可以通过网络与元数据节点111连接。用于连接的网络可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

客户端101、102可以向代理服务器103、105发送数据读写请求，代理服务器103、105可以将该数据读写请求转发给缓存服务器108、109。缓存服务器108、109会处理数据读写请求并将处理结果返回到代理服务器103、105并由代理服务器103、105返回给客户端。

元数据节点111可以向代理服务器106、107和缓存服务器108、109提供元数据管理服务。需要说明的是，代理服务器106、107，缓存服务器108、109与元数据节点111的网络连接仅为示意，其他元数据节点也可以与代理服务器和缓存服务器连接。

需要说明的是，本申请实施例所提供的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法一般由代理服务器106、107或缓存服务器108、109执行，相应地，用于分布式缓存系统的元数据节点管理装置一般设置于代理服务器106、107或缓存服务器108、109中。

应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络、代理服务器、缓存服务器。

继续参考图2，示出了根据本申请的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法的一个实施例的流程200。所述分布式缓存系统包括位于多个机房中的多个元数据节点，这些元数据节点可以包括一个主节点和至少一个备用节点。所述的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法，包括以下步骤：

步骤201，向各个元数据节点依次发出服务请求。

在本实施例中，用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法运行于其上的电子设备(例如图1所示的代理服务器或缓存服务器)可以通过有线连接方式或者无线连接方式向各个元数据节点依次发出服务请求。该服务请求可以是提供元数据管理服务的请求。其中服务请求可以是元数据查询定位请求、元数据更新操作请求或其他元数据服务请求。

步骤202，接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息。

在本实施例中，基于步骤201中发出的服务请求，电子设备可以接收到元数据节点根据服务请求返回的反馈信息。反馈信息可以是元数据管理节点在接收到电子设备发送的服务请求后对服务请求进行处理而生成的信息。每个元数据节点中可通过设置标识的方式区分该元数据节点属于主节点或是备用节点。相应的，元数据管理节点，在接收到服务请求后，可以通过查找标识确定自己属于主节点或是备用节点。本领域技术人员可以想到，元数据节点还可以通过其他方法确定自己的角色属于主节点或是备用节点中的哪一种。当元数据管理节点确定自己为主节点时，对应的反馈信息可以是服务接受信息；当元数据管理节点确定自己为备用节点时，对应的反馈信息可以是服务拒绝信息。

步骤203，将返回服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。

本实施例中，基于步骤202接收到的反馈信息，电子设备可以对该反馈信息进行判断。当该反馈信息为服务接受信息时，电子设备可以将反馈服务接受信息的元数据节点确定为执行元数据管理功能的主节点。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点，包括：若元数据节点返回的反馈信息是服务接收信息，则确定所述元数据节点为执行元数据管理功能的主节点，并停止发送服务请求。在本实现方式中，若反馈信息为服务接收信息，电子设备可以对将返回该服务接收信息的元数据节点判断为主节点并可以使用其提供的元数据管理服务，同时，电子设备可以停止向其他元数据节点发送服务请求。可选的，若反馈信息为服务拒绝信息，电子设备可以对下一个元数据节点发出服务请求。

本申请的上述实施例提供的方法在多个机房中部署多个元数据节点，可预防元数据节点所处的机房故障造成分布式缓存系统中没有可用的元数据节点；同时，通过向各个元数据节点发送服务请求以及接收各个元数据节点的反馈信息多个元数据节点中确定主节点，从而防止多个元数据节点的共存对分布式缓存系统造成的冲突，从而提高了分布式缓存系统的可用性。

进一步参考图3，其示出了用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法的又一个实施例的流程300。该用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法的流程300，包括以下步骤：

步骤301，向各个元数据节点依次发出服务请求。

在本实施例中，步骤301与图2对应实施例的步骤201基本相同，这里不再赘述。

步骤302，接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息。

在本实施例中，步骤302与图2对应实施例的步骤202基本相同，这里不再赘述。

步骤303，将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。

在本实施例中，步骤303与图2对应实施例的步骤203基本相同，这里不再赘述。

步骤304，检测所确定的主节点是否处于故障状态。

在本实施例中，电子设备可以进一步对步骤303确定的主节点进行状态监测。通常，元数据节点在对分布式缓存系统提供元数据服务时，元数据节点可以向接收元数据管理服务的电子设备发送状态信息。元数据节点处于故障状态或非故障状态时，该状态信息存在差别，电子设备可以通过状态信息的差别确定作为主节点的元数据节点是否处于故障状态。当元数据节点出现故障时，元数据节点还可以通过其他方式向电子设备发送异常信号，因此电子设备可以通过对异常信号的检测判断是否主节点处于故障。

步骤305，若所述主节点处于故障状态，则从与所述主节点位于不同机房的备用节点中选择一个备用节点作为新的主节点。

在本实施例中，当电子设备通过步骤304检测到主节点处于故障状态时，电子设备可以从主节点处于不同机房的至少一个备用节点中选择一个备用节点，并可以将选择将备用节点作为新的主节点。选择备用节点的方式可以是随机选取，也可以根据预设的规则进行选取。

从图3中可以看出，与图2对应的实施例相比，本实施例中的用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法的流程300在确定了主节点后，继续对主节点是否故障状态进行检测，并在主节点故障时及时从与故障主节点处于不同机房的备用节点中选择一个元数据节点作为新的主节点，从而可以在当前主节点处于故障时能够及时选取出新的主节点进行元数据管理服务，进一步提高了分布式缓存系统的可用性。

在本实施例的一些可选实现方式中，分布式缓存系统还包括至少一个用于选择新的主节点的故障处理节点，故障处理节点可以在主节点处于故障时进行相应处理。同时步骤303可以如下进行：

首先，电子设备可以向至少一个故障处理节点发送主节点选举信号。其中，电子设备发送选举信号所至的故障处理节点可以是分布式缓存系统中所有故障处理节点的全部或是一部分。同时，电子设备可以在主节点选举信号中将与当前处于故障状态的主节点位于不同的备用节点作为被选举节点。作为被选举节点的元数据节点可以是分布式缓存系统中的全部或者一部分。

接着，电子设备可以接收各个故障处理节点返回的投票信息。其中，接收选举信号的故障处理节点可以根据特定规则对各个被选举节点进行投票，并可以将相应的投票信息返回给电子设备。可选的，故障处理节点中可部署故障处理模块，故障处理节点可以通过故障处理模块生成投票信息并将投票信息发送给上述电子设备。通过这种方式，电子设备即可以获取故障处理节点的投票信息。可选的，该特定规则可以是故障处理节点基于节点之间的连接情况进行投票的规则。

然后，电子设备可以基于上述返回的投票信息进行仲裁。其中，电子设备可以通过公平仲裁算法或其他仲裁算法进行仲裁，以获得仲裁结果。

最后，电子设备可以根据上述仲裁结果选取对应的备用节点。

可选的，上述分布式缓存系统中故障处理节点的数量可以为奇数。这样，可以防止故障处理节点为偶数时而导致无法通过投票和仲裁获得仲裁结果。可选的，分布式缓存系统中还可以设置一个仲裁节点，该仲裁节点可以在当前可用的故障处理节点为奇数时，也参与备用节点的投票。通过这种方法，也能避免故障处理节点为偶数时导致无法获得仲裁结果的风险。

本实施例中可以根据仲裁节点的投票信息进行仲裁选出新的主节点，由于各个仲裁节点可以根据特定规则对备用节点进行选择，可以使最终选出的新的主节点在对分布式缓存系统提供元数据管理功能时具有更高的效率，从而提高分布式缓存系统的整体性能。

进一步参考图4，作为对上述各图所示方法的实现，本申请提供了一种用于分布式缓存系统的元数据节点管理装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

该分布式缓存系统包括位于多个机房中的多个元数据节点，该多个元数据节点包括主节点和至少一个备用节点。如图4所示，本实施例所述的用于分布式缓存系统的元数据节点管理装置400包括：请求发送单元401、反馈信息接收单元402、确认单元403。其中，接收单元401配置用于向各个元数据节点依次发出服务请求；反馈信息接收单元402配置用于接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息，所述反馈信息包括服务接受信息或者服务拒绝信息；确认单元403配置用于将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。

在本实施例中，用于分布式缓存系统的元数据节点管理装置400的请求发送单元401可以通过有线连接方式或者无线连接方式向各个元数据节点依次发出服务请求。该服务请求可以是提供元数据管理服务的请求。

在本实施例中，基于请求发送单元401发送的服务请求，元数据管理节点在接收到服务请求后对服务请求进行处理并返回反馈信息，上述反馈信息接收单元402即可以接收到元数据节点根据服务请求返回的反馈信息。

在本实施例中，基于反馈信息接收单元202接收到的反馈信息，确认单元403可以对该反馈信息进行判断。当该反馈信息为服务接受信息时，确认单元403可以将反馈服务接受信息的元数据节点确定为执行元数据管理功能的主节点。

本领域技术人员可以理解，上述用于分布式缓存系统的元数据节点管理装置400还包括一些其他公知结构，例如处理器、存储器等，为了不必要地模糊本公开的实施例，这些公知的结构在图4中未示出。

下面参考图5，其示出了适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的计算机系统500的结构示意图。

如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU501、ROM502以及RAM503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括请求发送单元、反馈信息接收单元、确认单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，确认单元还可以被描述为“将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点的单元”。

作为另一方面，本申请还提供了一种非易失性计算机存储介质，该非易失性计算机存储介质可以是上述实施例中所述装置中所包含的非易失性计算机存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的非易失性计算机存储介质。上述非易失性计算机存储介质存储有一个或者多个程序，当所述一个或者多个程序被一个设备执行时，使得所述设备：向各个元数据节点依次发出服务请求，其中，分布式缓存系统包括位于多个机房中的多个元数据节点，所述多个元数据节点包括主节点和至少一个备用节点；接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息，所述反馈信息包括服务接受信息或者服务拒绝信息；将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种用于分布式缓存系统的元数据节点管理方法，其特征在于，所述分布式缓存系统包括位于多个机房中的多个元数据节点，所述多个元数据节点包括主节点和至少一个备用节点；以及

所述方法包括：

向各个元数据节点依次发出服务请求；

接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息，所述反馈信息包括服务接受信息或者服务拒绝信息；

将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点，包括：

若元数据节点返回的反馈信息是服务接收信息，则确定所述元数据节点为执行元数据管理功能的主节点，并停止发送服务请求。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测所确定的主节点是否处于故障状态；

若所述主节点处于故障状态，则从与所述主节点位于不同机房的备用节点中选择一个备用节点作为新的主节点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分布式缓存系统还包括至少一个用于选择新的主节点的故障处理节点，以及

所述从与所述主节点位于不同机房的备用节点中选择一个备用节点作为新的主节点，包括：

向所述至少一个故障处理节点发送主节点选举信号，其中，与当前主节点位于不同机房的备用节点作为被选举节点；

接收所述至少一个故障处理节点在接收到所述主节点选举信号后返回的投票信息；

基于返回的投票信息对所述被选举节点进行仲裁；

根据仲裁结果选择对应的备用节点作为新的主节点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述故障处理节点的数量为奇数。

6.一种用于分布式缓存系统的元数据节点管理装置，其特征在于，所述分布式缓存系统包括位于多个机房中的多个元数据节点，所述多个元数据节点包括主节点和至少一个备用节点，所述装置包括：

请求发送单元，配置用于向各个元数据节点依次发出服务请求；

反馈信息接收单元，配置用于接收元数据节点根据服务请求返回的反馈信息，所述反馈信息包括服务接受信息或者服务拒绝信息；

确认单元，配置用于将返回所述服务接受信息的元数据节点确认为执行元数据管理功能的主节点。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确认单元进一步配置用于：若元数据节点返回的反馈信息是服务接收信息，则确定所述元数据节点为执行元数据管理功能的主节点，并停止发送服务请求。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

故障检测单元，配置用于检测所确定的主节点是否处于故障状态；

主节点选择单元，若所述主节点处于故障状态，则从与所述主节点位于不同机房的备用节点中选择一个备用节点作为新的主节点。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分布式缓存系统还包括至少一个用于选择新的主节点的故障处理节点，所述主节点选择单元包括：

选举信号发送子单元，配置用于向所述至少一个故障处理节点发送主节点选举信号，其中，与当前主节点位于不同机房的备用节点作为被选举节点；

投票信息接收子单元，配置用于接收所述至少一个故障处理节点在接收到所述主节点选举信号后返回的投票信息；

仲裁子单元，配置用于基于返回的投票信息对所述被选举节点进行仲裁；

选择子单元，配置用于根据仲裁结果选择对应的备用节点作为新的主节点。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述故障处理节点的数量为奇数。