CN106503040B - 适用sql查询方法的kv数据库及其创建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用SQL查询方法的KV数据库及其创建方法，创建方法包括：依据数据库的名称创建标识，将所述数据库的名称和所述标识作为第一key值，将所述数据库的信息进行保存并作为第一value值，得到所述数据库对应的KV记录；在所述数据库中建立数据表；将所述数据库的名称和数据表的名称作为第二key值，将所述数据表的信息进行保存并作为第二value值得到所述数据表对应的KV记录；在所述数据表中插入数据；将所述数据库的名称、数据表的名称和数据的名称作为第三key值，将所述数据的信息进行保存并作为第三value值，得到所述数据对应的KV记录；获得所述适用SQL查询方法的KV数据库。

Description

适用SQL查询方法的KV数据库及其创建方法
技术领域
本发明涉及数据库领域，尤其涉及一种适用SQL查询方法的KV数据库及其创建方法。
背景技术
关系型数据库是支持关系模型的数据库，是目前使用最广泛的数据库系统。结构化查询语言(Structured Query Language)简称SQL，是最重要的关系数据库操作语言，可以用它来查询、更新、管理关系型数据库。SQL语言简洁、简单好学，拥有强大的表达能力，可以进行多方面的数据处理与分析，从而简化系统的复杂度和开发部署难度，因此被广泛接受使用。对于数据量不大的业务系统，关系型数据库是比较好的解决方案。但对于海量数据，由于关系型数据库水平扩展能力弱，单机的关系型数据库容易成为整个系统的瓶颈。
键/值存储数据库，简称KV存储数据库，是一种Nosql(非关系型数据库)模型，其数据按照键值对的形式进行组织、索引和存储，和传统的关系型数据库相比，数据模型简单，不支持复杂的表结构，不支持复杂查询，具有易扩展、查询速度快、支持大数据量的高速写入查询等特点。但是因其数据模型简单，故应用场景有限，对于复杂的业务场景，需要额外增加不少复杂的开发工作。
公开号为CN 105022791 A的中国专利提出了一种新型的KV分布式数据存储方法，包括如下步骤：S1分布化存储，将每一行数据分为定性字段及定量字段，分别把定性字段构成的表称为键表，把定量字段构成的表称为值表，并在两个表之间引入中间Key，S2对分布化存储的数据进行查询操作。该方案将关系型数据库和KV型存储综合，使得数据查询速度加快，但是该方案的存储方式非常复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法及KV数据库，能够将初始KV数据库转换为关系型数据库而支持SQL查询。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，包括：
依据数据库的名称创建标识，将所述数据库的名称和所述标识作为第一key值，将所述数据库的信息进行保存并作为第一value值，所述第一key值和第一value值构成所述数据库对应的KV记录；
在所述数据库中建立数据表；
将所述数据库的名称和数据表的名称作为第二key值，将所述数据表的信息进行保存并作为第二value值，所述第二key值和第二value值构成所述数据表对应的KV记录；
在所述数据表中插入数据；
将所述数据库的名称、数据表的名称和数据的名称作为第三key值，将所述数据的信息进行保存并作为第三value值，所述第三key值和第三value值构成所述数据对应的KV记录；
获得所述适用SQL查询方法的KV数据库。
本发明提供的另一个技术方案为：
一种适用SQL查询方法的KV数据库，包括：
第一KV记录，用于与数据库对应；所述第一KV记录的key值由所述数据库的名称和依据所述名称创建的标识构成，所述第一KV记录的value值中保存所述数据库的信息；
第二KV记录，用于与所述数据库中的数据表对应；所述第二KV记录的key值由所述数据库的名称和数据表的名称构成，所述第二KV记录的value值中保存所述数据表的信息；
第三KV记录，用于与所述数据表中的数据对应；所述第三KV记录的key值由所述KV数据库的名称、数据表的名称和数据的名称构成，所述第三KV记录的value值中保存所述数据的信息。
本发明的有益效果在于：
(1)上述适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，数据库对应的第一key值由数据库的名称和标识组成，数据表对应的第二key值由数据库的名称、和数据表的名称组成，数据对应的第三key值由数据库的名称、数据表的名称和数据的名称组成，最终得到的KV数据库呈关系型布局，从而查询时可以遍历所有包含该标识的第一key值，得到所有的数据库实例，再在查询到的数据库中遍历包含数据库名第二key值，从而得到该数据下所有的表及表信息，再依据与数据对应的KV记录即可快速获取到数据。
(2)上述KV数据库，通过设置第一KV记录、第二KV记录和第三KV记录，使得KV数据库的布局呈关系型，从而能够对KV数据库进行SQL查询，增强了KV系统的使用便利性。
附图说明
图1为本发明实施例一的适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：分别创建与数据库、数据表和数据对应的KV记录，数据库对应的key值由数据库的名称和标识组成，数据表对应的key值由数据库的名称、和数据表的名称组成，数据对应的key值由数据库的名称、数据表的名称和数据的名称组成。
请参照图1，本发明提供：
一种适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，包括：
依据数据库的名称创建标识，将所述数据库的名称和所述标识作为第一key值，将所述数据库的信息进行保存并作为第一value值，所述第一key值和第一value值构成所述数据库对应的KV记录；
在所述数据库中建立数据表；
将所述数据库的名称和数据表的名称作为第二key值，将所述数据表的信息进行保存并作为第二value值，所述第二key值和第二value值构成所述数据表对应的KV记录；
在所述数据表中插入数据；
将所述数据库的名称、数据表的名称和数据的名称作为第三key值，将所述数据的信息进行保存并作为第三value值，所述第三key值和第三value值构成所述数据对应的KV记录；
获得所述适用SQL查询方法的KV数据库。
进一步的，依据所述数据对应的KV记录为所述数据建立索引。
进一步的，依据所述索引查询所述数据。
从上述描述可知，通过建立索引，则查询数据时，不需要遍历所有的记录，而是依据索引查询，大大减少了查询时间。
进一步的，所述数据的信息包含行id或列id。
进一步的，依据所述行id或列id建立索引。
从上述描述可知，依据行id或列id建立索引是最常见的方法之一，也可以采用任何现有技术中能够实现建立索引的方法。
本发明的另一个技术方案为：
一种适用SQL查询方法的KV数据库，包括：
第一KV记录，用于与数据库对应；所述第一KV记录的key值由所述数据库的名称和依据所述名称创建的标识构成，所述第一KV记录的value值中保存所述数据库的信息；
第二KV记录，用于与所述数据库中的数据表对应；所述第二KV记录的key值由所述数据库的名称和数据表的名称构成，所述第二KV记录的value值中保存所述数据表的信息；
第三KV记录，用于与所述数据表中的数据对应；所述第三KV记录的key值由所述KV数据库的名称、数据表的名称和数据的名称构成，所述第三KV记录的value值中保存所述数据的信息。
进一步的，还包括依据所述数据对应的KV记录为所述数据建立的索引。
进一步的，所述数据的信息包含行id或列id，所述KV数据库还包括依据所述行id或列id建立的索引。
请参照图1，本发明的实施例一为：
一种适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，包括：
依据数据库的名称创建标识，将所述数据库的名称和所述标识作为第一key值，将所述数据库的信息进行保存并作为第一value值，所述第一key值和第一value值构成所述数据库对应的KV记录；该数据库为使用现有技术创建的数据库；
在所述数据库中建立数据表；
将所述数据库的名称和数据表的名称作为第二key值，将所述数据表的信息进行保存并作为第二value值，所述第二key值和第二value值构成所述数据表对应的KV记录；
在所述数据表中插入数据；
将所述数据库的名称、数据表的名称和数据的名称作为第三key值，将所述数据的信息进行保存并作为第三value值，所述第三key值和第三value值构成所述数据对应的KV记录；
所述数据的信息包含行id或列id，依据所述行id或列id建立索引。
获得所述适用SQL查询方法的KV数据库。
下面采用一个具体的例子来说明DDL和DML在这种数据组织方式下上述创建方法的工作流程。
假设在现有的数据库中有school数据库，school数据库下有student表，student表的结构和数据如表1所示：
表1
id name birthday gender
20160401 Tom 1995/3/6 1
20160402 Jerry 1995/11/2 1
20160403 Lily 1995/8/25 0
首先进行建库的DDL操作，创建school数据库。对应的SQL语句为“CREATEDATABASE school”。系统接收到这条SQL后，先从“元数据cache”中判断是否存在school库，若存在则返回失败，不允许重复创建相同名字的数据库；若不存在，则会插入一条KV记录，其中key为dbs_school，value则记录这一些相关信息。创建数据库后，那么kv系统中的布局如表2所示：
表2
然后需要创建student表，对应的SQL语句为“CREATE TABLE student(id int,name varchar(64),birthday date,gender int)”。系统接收到这条SQL后，先从“元数据cache”中判断school下是否已经存在student表，若存在，则返回失败；若不存在，则会插入如表3所示的KV记录。
表3
接下来，说明插入数据的过程，这里仅以类行式存储为例。先插入表1例子中的第一条记录，对应的SQL语句为“INSERT INTO student(id,name,birthday,gender)values(20160401,“Tom”,“1995/3/6”,1)”。系统接收到这条SQL后，先从“元数据cache”中判断表结构是否跟插入语句匹配，若不匹配则返回失败；若正常匹配，则需要插入4条KV记录。加上表1例子中的其余两条记录，最终KV系统的数据布局如表4。
表4
key value
school_student_r0_id 20160401
school_student_r0_name Tom
school_student_r0_birthday 1995/3/6
school_student_r0_gender 1
school_student_r1_id 20160402
school_student_r1_name Jerry
school_student_r1_birthday 1995/11/2
school_student_r1_gender 1
school_student_r2_id 20160403
school_student_r2_name Lily
school_student_r2_birthday 1995/8/25
school_student_r2_gender 0
无索引的数据检索
假设现在需要查询全部gender为1的id，而当前gender列上并无索引，对应的SQL语句为“SELECT id FROM student WHERE gender＝1”。系统接收到这条SQL语句后，先从“元数据cache”中判断是否存在student表，以及表中是否存在id、gender列，若判断sql语句正常，则开始进行数据检索。接着需要遍历student表中所有的gender记录，行id先从r0开始。先获取school_student_r0_gender，发现值为1，则再获取school_student_r0_id的值，接着往下遍历r1、r2的gender，操作类似。最终返回的id包括20160401、20160402。
建立索引
假设需要经常根据id查找某个学生，那么就有必要在id列上创建索引。对应的SQL语句为“CREATE INDEX i0ON student(id)”。系统接收到这条SQL语句后，先从“元数据cache”中判断是否存在student表以及id列，还有索引i0是否未被创建。判断合法后，首先为已存在的记录添加索引记录，那么需要增加如表5所示的KV记录：
表5
key value
school_student_i0_20160401 r0
school_student_i0_20160402 r1
school_student_i0_20160403 r2
接着修改student表信息，加入索引信息，对应KV记录变成如表6所示：
表6
带索引的数据检索
假设现在需要查找id为20160402的学生的姓名，对应的SQL语句为“SELECT nameFROM student WHERE id＝20160402”。系统接收到这条SQL语句后，判断完合法性之后，发现在id列上存在索引i0，那么就不需要遍历所有的记录来查找。先根据索引school_student_i0_20160402找到对应的行id为r1，之后就可以快速组合出school_student_r1_name这个key，然后根据这个key快速找到对应的name为Jerry。
本发明的实施例二为：
一种上述实施例一的适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法创建的KV数据库，包括：
一种适用SQL查询方法的KV数据库，包括：
第一KV记录，用于与数据库对应；所述第一KV记录的key值由所述数据库的名称和依据所述名称创建的标识构成，所述第一KV记录的value值中保存所述数据库的信息；
第二KV记录，用于与所述数据库中的数据表对应；所述第二KV记录的key值由所述数据库的名称和数据表的名称构成，所述第二KV记录的value值中保存所述数据表的信息；
第三KV记录，用于与所述数据表中的数据对应；所述第三KV记录的key值由所述KV数据库的名称、数据表的名称和数据的名称构成，所述第三KV记录的value值中保存所述数据的信息；所述数据的信息包含行id或列id，所述KV数据库还包括依据所述行id或列id建立的索引。
例如，对于数据库db1和数据库db2，利用一个特定的前缀标识加上数据库名作为key，value中保存着数据库的基本信息，如创建时间等。那么系统启动时可以遍历所有以此标识为前缀的所有key，从而得到所有的数据库实例，缓存到元数据cache中。如表7中示例所示，特定的前缀为“dbs_”，共有两个数据库实例，分别是db1和db2，那么KV存储系统中就有两条记录dbs_db1和dbs_db2。
表7
key value
dbs_db1 dbInfo1
dbs_db2 dbInfo2
… …
… …
db1|table1 db1tableinfo1
db1|table2 db1tableinfo2
db2|table1 db2tableinfo1
… …
… …
将数据库名称作为前缀标识，加上个特殊字符和表名作为key，value中保存着表的基本信息，如创建时间、列等。那么在拿到数据库名称之后，可以遍历以数据库名为前缀的记录，从而得到此数据库下所有的表，及表信息。如表7所示，db1数据库下有table1和table2两张表，db2下有table1一张表。
将所有的列，以及列的类型等信息，若还有索引，则都作为表信息的一部分进行存储。如表7所示，db1下table1的所有列以及索引信息，会保存在db1tableinfo1中。
普通数据的组织可以分为类行式存储和类列式存储两种。
类行式存储，即同一行记录都紧挨一起，那么key可以如此组织：数据库名_表名_行id_列id。而value则为对应的值。如表9所示，表示数据库db1下的表table1的第一行记录中第一列的值为v1.1。
表8
类列式存储，即同一列记录都紧挨一起，那么key可以如此组织：数据库名_表名_列id_行id。而value则为对应的值。如表9所示，表示数据库db1下的表table1的第一列记录中第一行的值为v1.1。
表9
key value
db1_table1_c1_r1 v1.1
db1_table1_c1_r2 v1.2
… …
… …
db1_table1_c2_r1 v2.1
db1_table1_c2_r2 v2.2
… …
… …
而索引的作用主要是为了加速查找，那么索引数据的key可以如此组织：数据库名_表名_索引id_字段value。而此key对应的value则为对应记录的行id。如表10所示，db1中的table1有个为列c1建立名为i1的索引。若已经知道c1的值为v1.1，那么就可以立刻根据这个值找到对应的行id为r1，获取r1之后就可以快速的获取到其他列的值。
表10
key value
db1_table1_i1_v1.1 r1
db1_table1_i1_v2.1 r2
… …
… …
综上所述，本发明提供的适用SQL查询方法的KV数据库及其创建方法，能够在KV系统之上构建SQL查询，增强KV系统使用的便利性，以及扩展应用场景，减少业务上的开发工作。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，其特征在于，包括：
依据数据库的名称创建标识，将所述数据库的名称和所述标识作为第一key值，将所述数据库的信息进行保存并作为第一value值，所述第一key值和第一value值构成所述数据库对应的KV记录；
在所述数据库中建立数据表；
将所述数据库的名称和数据表的名称作为第二key值，将所述数据表的信息进行保存并作为第二value值，所述第二key值和第二value值构成所述数据表对应的KV记录；
在所述数据表中插入数据；
将所述数据库的名称、数据表的名称和数据的名称作为第三key值，将所述数据的信息进行保存并作为第三value值，所述第三key值和第三value值构成所述数据对应的KV记录；
获得所述适用SQL查询方法的KV数据库。
2.根据权利要求1所述的适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，其特征在于，依据所述数据对应的KV记录为所述数据建立索引。
3.根据权利要求2所述的适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，其特征在于，依据所述索引查询所述数据。
4.根据权利要求1所述的适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，其特征在于，所述数据的信息包含行id或列id。
5.根据权利要求4所述的适用SQL查询方法的KV数据库的创建方法，其特征在于，依据所述列id建立索引。
6.一种适用SQL查询方法的KV数据库，其特征在于，包括：
第一KV记录，用于与数据库对应；所述第一KV记录的key值由所述数据库的名称和依据所述名称创建的标识构成，所述第一KV记录的value值中保存所述数据库的信息；
第二KV记录，用于与所述数据库中的数据表对应；所述第二KV记录的key值由所述数据库的名称和数据表的名称构成，所述第二KV记录的value值中保存所述数据表的信息；
第三KV记录，用于与所述数据表中的数据对应；所述第三KV记录的key值由所述KV数据库的名称、数据表的名称和数据的名称构成，所述第三KV记录的value值中保存所述数据的信息。
7.根据权利要求6所述的适用SQL查询方法的KV数据库，其特征在于，还包括依据所述数据对应的KV记录为所述数据建立的索引。
8.根据权利要求6所述的适用SQL查询方法的KV数据库，其特征在于，所述数据的信息包含行id或列id，所述KV数据库还包括依据列id建立的索引。
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