CN107463637A - 一种分布式NewSQL数据库系统和数据储存方法 - Google Patents

一种分布式NewSQL数据库系统和数据储存方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分布式NewSQL数据库系统，包括：控制单元，用于以数据库接口的方式接入用户请求，并将所述用户请求发送给计划单元；其中，所述用户请求包括需要写入的数据字段；计划单元，用于解析所述用户请求，编译以及生成对应的执行计划；执行单元，用于根据执行计划，将所述用户请求的所述数据字段写入数据表；Hbase单元，用于储存所述数据表和索引表，所述Hbase单元还包括协同处理模块，用于在所述数据字段写入数据表时，将所述数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将所述索引数据写入到索引表。本发明还公开了基于上述分布式NewSQL数据库系统的数据储存方法。本发明能有效支持建立二级索引，从而高效解决非主键查询需求。

Description

一种分布式NewSQL数据库系统和数据储存方法
技术领域
本发明涉及大数据技术领域，尤其涉及一种分布式NewSQL数据库系统和数据储存方法。
背景技术
目前Hbase是Hadoop生态体系中最著名的分布式NoSQL数据库之一。其设计理念来源于Google的Bigtable。Hbase主要组件包括HMaster和HRegionsever，为用户提供表格类型的数据模型，按主键范围划分为多个region，HMaster负责管理和分配region，HRegionserver负责region数据的读写。但随着越来越多的应用尝试迁移到Hbase上，现有的Hbase的缺陷也越来越被暴露出来：在实际应用中，用户往往需要进行多维度的查询，现有的Hbase无法有效的支持非主键查询。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种分布式NewSQL数据库系统和数据储存方法，能有效支持建立二级索引，从而高效解决非主键查询需求。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种分布式NewSQL数据库系统，包括：
控制单元，用于以数据库接口的方式接入用户请求，并将所述用户请求发送给计划单元；其中，所述用户请求包括需要写入的数据字段；
计划单元，用于解析所述用户请求，编译以及生成对应的执行计划；
执行单元，用于根据执行计划，将所述用户请求的所述数据字段写入数据表；
Hbase单元，用于储存所述数据表和所述索引表，所述Hbase单元还包括协同处理模块，用于在所述数据字段写入数据表时，将所述待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将所述索引数据写入到索引表。
与现有技术相比，本发明公开的一种分布式NewSQL数据库系统，通过控制单元以数据库接口的方式接入用户请求，并将用户请求发送给计划单元；通过计划单元解析用户请求，编译以及生成对应的执行计划；通过执行单元根据执行计划，将用户请求的数据字段写入Hbase单元中的数据表；同时，通过Hbase单元的协同处理模块将待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将索引数据写入到索引表的技术方案，解决了现有技术中hbase无法支持非主键查询的问题，获得了允许用户根据具体的业务逻辑灵活的建立二级索引，满足在实际应用中用户的多维查询需求的有益效果。
进一步的，所述执行单元用于将所述Hbase单元的处理结果返回至所述控制单元；所述控制单元还用于将所述处理结果返回用户。
进一步的，还包括：分布式事务管理器，用于当所述执行计划中涉及事务时,协调所述执行计划中的多方完成分布式事务管理。
进一步的，所述Hbase单元还包括过滤模块，所述过滤模块和协同处理模块，用于生成针对数据的所述索引表。
进一步的，所述数据库接口为JDBC或ODBC。
本发明实施例还提供一种数据储存方法，基于上述所述的分布式NewSQL数据库系统，包括：
通过控制单元以数据库接口的方式接入用户请求，并将所述用户请求发送给计划单元；其中，所述用户请求包括需要写入的数据字段；
通过计划单元解析所述用户请求，编译以及生成对应的执行计划；
通过执行单元根据执行计划，将所述用户请求的所述数据字段写入数据表；
在所述数据字段写入数据表时，通过Hbase单元的协同处理模块将所述待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将所述索引数据写入到索引表；其中，所述数据表和所述索引表储存于所述Hbase单元。
与现有技术相比，本发明公开的一种数据储存方法，首先，通过控制单元以数据库接口的方式接入用户请求，并将用户请求发送给计划单元；然后，通过计划单元解析用户请求，编译以及生成对应的执行计划；接着通过执行单元根据执行计划，将用户请求的数据字段写入Hbase单元中的数据表；同时，通过Hbase单元的协同处理模块将待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将索引数据写入到索引表的技术方案，解决了现有技术中hbase无法支持非主键查询的问题，获得了允许用户根据具体的业务逻辑灵活的建立二级索引，满足在实际应用中用户的多维查询需求的有益效果。
进一步的，通过所述协同处理模块将所述索引数据写入到索引表后，还包括：
通过所述执行单元将所述Hbase单元的处理结果返回至所述控制单元；
所述控制单元将所述处理结果返回用户。
进一步的，还包括：
通过分布式事务管理器当所述执行计划中涉及事务时,协调所述执行计划中的多方完成分布式事务管理。
进一步的，所述Hbase单元还包括过滤模块，所述过滤模块和协同处理模块，用于生成针对数据的所述索引表。
进一步的，所述数据库接口为JDBC或ODBC。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种分布式NewSQL数据库系统的结构示意图；
图2是本发明实施例2提供的一种数据储存方法的流程示意图；
图3是本发明实施例2提供的一种数据查询方法的步骤S2中生成执行计划的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1是本发明实施例1提供的一种分布式NewSQL数据库系统的结构示意图；本实施例的具体结构包括：
控制单元1，用于以数据库接口的方式接入用户请求，并将用户请求发送给计划单元2；其中，用户请求包括需要写入的数据字段；
计划单元2，用于解析用户请求，编译以及生成对应的执行计划；
执行单元3，用于根据执行计划，将用户请求的数据字段写入数据表；
Hbase单元4，用于储存数据表和索引表，Hbase单元4还包括协同处理模块41，用于在数据字段写入数据表时，将待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将索引数据写入到索引表。
进一步的，执行单元3用于将Hbase单元4的处理结果返回至控制单元1；控制单元1还用于将处理结果返回用户。
进一步的，还包括：分布式事务管理器，用于当执行计划中涉及事务时,协调执行计划中的多方完成分布式事务管理。分布式事务管理器利用Java事务处理API(JTA)实现分布式事务处理和事务管理；其中，JTA，即Java Transaction API，JTA允许应用程序执行分布式事务处理——在两个或多个网络计算机资源上访问并且更新数据。
进一步的，Hbase单元4还包括过滤模块42，过滤模块和协同处理模块41，用于生成针对数据的索引表。此处，过滤模块指的是Hbase单元4内置的过滤器Filter。
协同处理模块41和过滤模块42生成针对数据的索引表，从而实现建立二级索引。
进一步的，数据库接口为JDBC或ODBC。
进一步的，控制单元1还连接一监视器，用于负责元数据管理以及用于监控底层hbase Region的负载，避免特定的region负载过高，以及利用协同处理模块41重新分配Region。
另外，控制单元1还用于协调多个角色之间的数据通讯、管理整体流程。
具体的，计划单元2用于接收到控制单元1的用户请求后，解析用户请求，并通过高速SQL引擎编译SQL，然后再生成执行计划。另外，执行单元2还用于执行计划生成后返回给控制单元1。而控制单元1在接收到执行计划后，还用于根据执行计划的内容判断是否需要分布式事务管理器5的介入，如果需要，则启动分布式事务管理器5。
其中，计划单元2用于生成执行计划的过程，具体包括：
判断共享缓存池中是否存在与SQL语句相对应的预存SQL语句，若是，则输出与SQL语句对应的执行计划，若否，则
对SQL语句进行语法检查，若语法错误返回错误信息给用户，否则，
对SQL语句进行语义检查，若语义错误返回错误信息给用户，否则，
对SQL语句进行视图以及表达式转换，获得对应的转化结果；
根据转换结果选择优化器，获得对应的优化器选择结果；
根据优化器选择结果选择对应的数据连接方式以及连接顺序；
根据连接方式和连接顺序选择搜索的路径；
根据搜索路径生成执行计划，并输出执行计划。
具体实施时，首先通过控制单元1以数据库接口的方式接入用户请求，并将用户请求发送给计划单元2；然后通过计划单元2解析用户请求，编译以及生成对应的执行计划；接着，通过控制单元1根据执行计划的内容判断是否需要分布式事务管理器5的介入，如果需要，则启动分布式事务管理器5，通过分布式事务管理器5协调执行计划中的多方完成分布式事务管理；接着，通过执行单元3根据执行计划，将用户请求的数据字段写入Hbase单元4中的数据表；同时，通过Hbase单元4的协同处理模块41将待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将索引数据写入到索引表；最后，将Hbase单元4的处理结果返回控制单元1，控制单元1将处理结果返回用户。
本实施例能支持二级索引，高效解决非主键查询需求：允许用户根据具体的业务逻辑灵活的建立二级索引，满足在实际应用中用户的多维查询需求。
参见图2，图2是本发明实施例2提供的一种数据储存方法的流程示意图；本实施例2所提供一种数据储存方法，基于本发明实施例1所提供的分布式NewSQL数据库系统，本实施例2包括下述步骤：
S1、通过控制单元1以数据库接口的方式接入用户请求，并将用户请求发送给计划单元2；其中，用户请求包括需要写入的数据字段；
S2、通过计划单元2解析用户请求，编译以及生成对应的执行计划；
S3、通过执行单元3根据执行计划，将用户请求的数据字段写入数据表；同时，通过Hbase单元4的协同处理模块41将待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将索引数据写入到索引表；其中，数据表和索引表储存于Hbase单元4。
进一步的，步骤S3通过协同处理模块41将索引数据写入到索引表后，还包括步骤：
S4、通过执行单元3将Hbase单元4的处理结果返回至控制单元1；
S5、控制单元1将处理结果返回用户。
进一步的，本实施例步骤S2完成生成执行计划后，还包括将执行计划返回给控制单元1，由控制单元1在接收到执行计划后，还用于根据执行计划的内容判断是否需要分布式事务管理器5的介入，如果需要，则启动分布式事务管理器5，具体的，通过分布式事务管理器5当执行计划中涉及事务时,协调执行计划中的多方完成分布式事务管理；如果不需要，则直接执行步骤S3。
进一步的，索引表为Hbase单元4所包括的过滤模块42和协同处理模块41所生成。
进一步的，数据库接口为JDBC或ODBC。
其中，参见图3，图3为步骤S2中通过计划单元2用于生成执行计划的流程示意图，具体包括：
S201、判断共享缓存池中是否存在与SQL语句相对应的预存SQL语句，若是，则输出与SQL语句对应的执行计划，若否，则
S202、对SQL语句进行语法检查，若语法错误返回错误信息给用户，否则，
S203、对SQL语句进行语义检查，若语义错误返回错误信息给用户，否则，
S204、对SQL语句进行视图以及表达式转换，获得对应的转化结果；
S205、根据转换结果选择优化器，获得对应的优化器选择结果；
S206、根据优化器选择结果选择对应的数据连接方式以及连接顺序；
S207、根据连接方式和连接顺序选择搜索的路径；
S208、根据搜索路径生成执行计划，并输出执行计划。
本实施例主要通过建立二级索引来解决非主键查询需求。允许用户根据具体的业务逻辑灵活的建立二级索引，在实际应用中用户往往会建立多个二级索引，hbase针对rowkey的查询极为高效，因此二级索引的实现方式为利用hbase的Coprocessor和Filter生成针对数据的索引表。在写入数据时，Coprocessor会根据索引定义将以倒排索引的方式将索引数据写入索引表。
具体实施时，首先通过控制单元1以数据库接口的方式接入用户请求，并将用户请求发送给计划单元2；然后通过计划单元2解析用户请求，编译以及生成对应的执行计划；接着通过执行单元3根据执行计划，将用户请求的数据字段写入Hbase单元4中的数据表；同时，通过Hbase单元4的协同处理模块41将待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将索引数据写入到索引表；最后，将Hbase单元4的处理结果返回控制单元1，控制单元1将处理结果返回用户。
本实施例能支持二级索引，高效解决非主键查询需求：允许用户根据具体的业务逻辑灵活的建立二级索引，满足在实际应用中用户的多维查询需求。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种分布式NewSQL数据库系统，其特征在于，包括：
控制单元，用于以数据库接口的方式接入用户请求，并将所述用户请求发送给计划单元；其中，所述用户请求包括需要写入的数据字段；
计划单元，用于解析所述用户请求，编译以及生成对应的执行计划；
执行单元，用于根据执行计划，将所述用户请求的所述数据字段写入数据表；
Hbase单元，用于储存所述数据表和所述索引表，所述Hbase单元还包括协同处理模块，用于在所述数据字段写入数据表时，将所述待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将所述索引数据写入到索引表。
2.如权利要求1所述的分布式NewSQL数据库系统，其特征在于，所述执行单元用于将所述Hbase单元的处理结果返回至所述控制单元；所述控制单元还用于将所述处理结果返回用户。
3.如权利要求2所述的分布式NewSQL数据库系统，其特征在于，还包括：分布式事务管理器，用于当所述执行计划中涉及事务时,协调所述执行计划中的多方完成分布式事务管理。
4.如权利要求3所述的分布式NewSQL数据库系统，其特征在于，所述Hbase单元还包括过滤模块，所述过滤模块和所述协同处理模块，用于生成针对数据的所述索引表。
5.如权利要求4所述的分布式NewSQL数据库系统，其特征在于，所述数据库接口为JDBC或ODBC。
6.一种数据储存方法，基于上述权利要求1～5任一项所述的分布式NewSQL数据库系统，其特征在于，包括：
通过控制单元以数据库接口的方式接入用户请求，并将所述用户请求发送给计划单元；其中，所述用户请求包括需要写入的数据字段；
通过计划单元解析所述用户请求，编译以及生成对应的执行计划；
通过执行单元根据执行计划，将所述用户请求的所述数据字段写入数据表；
在所述数据字段写入数据表时，通过Hbase单元的协同处理模块将所述待写入的数据字段生成倒排索引形式的索引数据，并将所述索引数据写入到索引表；其中，所述数据表和所述索引表储存于所述Hbase单元。
7.如权利要求6所述的一种数据储存方法，其特征在于，通过所述协同处理模块将所述索引数据写入到索引表后，还包括：
通过所述执行单元将所述Hbase单元的处理结果返回至所述控制单元；
所述控制单元将所述处理结果返回用户。
8.如权利要求7所述的一种数据储存方法，其特征在于，还包括：
通过分布式事务管理器当所述执行计划中涉及事务时,协调所述执行计划中的多方完成分布式事务管理。
9.如权利要求8所述的一种数据储存方法，其特征在于，所述Hbase单元还包括过滤模块，生成针对数据的所述索引表。
10.如权利要求9所述的一种数据储存方法，其特征在于，所述数据库接口为JDBC或ODBC。
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