CN111008195A - 一种数据库空闲空间管理方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据库空闲空间管理方法、系统、终端及存储介质，包括：创建与物理表文件对应的映射文件；在映射文件中设置与物理表文件的文件块大小对应的表征字节；将所述表征字节与对应文件块大小进行绑定，确保所述表征字节随对应文件块大小变动而同步更新。本发明创建对应于表文件的映射文件，来记录表文件中所有空闲空间的情况，通过树状结构实现快速查找，同时支持更新节点内容，为数据库的最大化应用提供了保障。
Description
技术领域
本发明涉及数据库管理技术领域，具体涉及一种数据库空闲空间管理方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
数据管理系统本质是向存储设备上(磁盘等)写入数据或者从存储设备上读取数据，因此对于一个数据管理系统来说，存储的管理是一项非常基础和重要的技术。通常，系统会有专门的模块来进行存储设备的管理，其中存储设备又可以分为内存和外存。外存的管理主要包括文件的管理，空间的管理，大数据的管理以及虚拟文件描述符的管理。
数据库中，由数据库的物理表文件存放实际的数据，随着表中的数据不断插入和删除，物理表文件中必然产生空闲空间。在插入元组时，优先将数据存放到文件块中空闲空间中，能够最大限度地应用数据库的存储容量。这就要求对数据库中每个物理文件表的存储数据的多少进行表征，由于数据库中物理表文件的数量十分巨大，且物理表文件中存储的数据多少是动态变化的，所以目前尚未有准确记录和统计物理表文件大小的方法。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种数据库空闲空间管理方法、系统、终端及存储介质，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种数据库空闲空间管理方法，包括：
创建与物理表文件对应的映射文件；
在映射文件中设置与物理表文件的文件块大小对应的表征字节；
将所述表征字节与对应文件块大小进行绑定，确保所述表征字节随对应文件块大小变动而同步更新。
进一步的，所述创建与物理表文件对应的映射文件，包括：
创建第一映射块、第二映射块和第三映射块，所述第一映射块对应第一层根节点，所述第二映射块对应多个第二层节点，所述第三映射块对应多个第三层节点；所述第二层节点为第三层节点的根节点；
所述第一映射块、第二映射块和第三映射块均构成局部最大堆二叉树结构。
进一步的，所述方法还包括：
所述第三层节点对应所述物理表文件；
所述第三层节点的叶子节点对应所述物理表文件的文件块。
第二方面，本发明提供一种数据库空闲空间管理系统，包括：
文件创建单元，配置用于创建与物理表文件对应的映射文件；
表征设置单元，配置用于在映射文件中设置与物理表文件的文件块大小对应的表征字节；
映射绑定单元，配置用于将所述表征字节与对应文件块大小进行绑定，确保所述表征字节随对应文件块大小变动而同步更新。
进一步的，所述文件创建单元包括：
映射创建模块，配置用于创建第一映射块、第二映射块和第三映射块，所述第一映射块对应第一层根节点，所述第二映射块对应多个第二层节点，所述第三映射块对应多个第三层节点；所述第二层节点为第三层节点的根节点；
结构设置模块，配置用于所述第一映射块、第二映射块和第三映射块均构成局部最大堆二叉树结构。
进一步的，所述系统还包括：
文件对应模块，配置用于所述第三层节点对应所述物理表文件；
表块对应模块，配置用于所述第三层节点的叶子节点对应所述物理表文件的文件块。
第三方面，提供一种终端，包括：
处理器、存储器，其中，
该存储器用于存储计算机程序，
该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。
第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的数据库空闲空间管理方法、系统、终端及存储介质，通过对每一个表文件创建一个对应的空闲空间记录的映射文件，映射文件中通过特定的结构描述表文件中文件块的空闲空间情况。为了能够快速的查询空闲空间，映射文件不应该太大，因此在映射文件中用一个字节对应文件块大小，每个物理表文件都会对应创建一个映射文件。本发明创建对应于表文件的映射文件，来记录表文件中所有空闲空间的情况，通过树状结构实现快速查找，同时支持更新节点内容，为数据库的最大化应用提供了保障。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
下面对本发明中出现的关键术语进行解释。
二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。通常子树被称作“左子树”(leftsubtree)和“右子树”(right subtree)。二叉树的每个结点至多只有二棵子树(不存在度大于2的结点)，二叉树的子树有左右之分，次序不能颠倒。
最大堆：根结点的键值是所有堆结点键值中最大者，且每个结点的值都比其孩子的值大。
图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种数据库空闲空间管理系统。
如图1所示，该方法100包括：
步骤110，创建与物理表文件对应的映射文件；
步骤120，在映射文件中设置与物理表文件的文件块大小对应的表征字节；
步骤130，将所述表征字节与对应文件块大小进行绑定，确保所述表征字节随对应文件块大小变动而同步更新。
可选地，作为本发明一个实施例，所述创建与物理表文件对应的映射文件，包括：
创建第一映射块、第二映射块和第三映射块，所述第一映射块对应第一层根节点，所述第二映射块对应多个第二层节点，所述第三映射块对应多个第三层节点；所述第二层节点为第三层节点的根节点；
所述第一映射块、第二映射块和第三映射块均构成局部最大堆二叉树结构。
可选地，作为本发明一个实施例，所述方法还包括：
所述第三层节点对应所述物理表文件；
所述第三层节点的叶子节点对应所述物理表文件的文件块。
为了便于对本发明的理解，下面以本发明数据库空闲空间管理方法的原理，结合实施例中对数据库空闲空间进行管理的过程，对本发明提供的数据库空闲空间管理方法做进一步的描述。
具体的，所述数据库空闲空间管理方法包括：
S1、创建与物理表文件对应的映射文件。
数据库创建表时，会对应创建物理表文件来存放实际的数据，在物理表文件创建时，同时创建一个映射文件，映射文件与表文件一一对应。即每新建一个物理表文件就对应创建一个映射文件，保证两者绑定，若物理表文件被删除，则绑定的映射文件也删除。
为了实现映射文件的快速查找，采用三层树的结构存放空闲空间信息，每一层的节点都是映射块，创建映射文件时，会预先创建三个映射块，对应树结构的0、1、2层结构。第0层的映射块只有一个，作为树根；第1层的映射块可以有多个，作为0层映射块的子节点；第2层的映射块也可以有多个，作为第1层映射块的子节点。
每个映射块内又构成一个局部的最大堆二叉树，第2层的映射块中的最大堆二叉树的每一个叶子节点表示一个表块的空闲空间，按照从左至右的顺序，第2层映射块中所有的叶子节点排列起来就一一对应了物理表文件中的每一个表块(文件块)。也就是说第2层的映射块中左边第一个叶子节点对应物理表文件中的第一个文件块，左边第二个叶子节点对应物理表文件中的第二个文件块，以此类推。第1层映射块中的叶子节点从左到右对应了对应了第二层映射块的根节点。第0层映射快中的叶子节点对应从左到右对应了第一层映射块的根节点。第0层和第1层的映射块仅用于快速定位到满足需求表块所属的第二层的映射块。而只有第二层中映射块中的最大堆二叉树的叶子节点存储的才是和文件块中的空闲空间值。所有的映射块节点从逻辑上构成了一个全局的最大堆二叉树，其中叶子节点从左到右对应物理表文件中的文件块。
在每一个单独的映射块中，使用最大堆的二叉树，能够保证所有的叶子节点的最大值被提升到根节点，这样只需要判断根节点是否满足需求就可以确定这块是否存在具有满足要求的叶子节点，即快速定位空闲物理表文件。
每个映射块的大小配置为8kb，出去必要的头部信息，剩下的空间大约可以保存4000个叶子节点，我们假设每个映射块可以最多有4000个叶子节点，那么每个映射文件最多可以记录的叶子节点数量为40003，远远超过数据库中单个表文件的所能管理的块个数(2的32次方)。这样的三层结构足以记录表文件所有文件块的空闲空间值。
S2、在映射文件中设置与物理表文件的文件块大小对应的表征字节。
因为一个表文件块的大小为8196字节，所以映射文件中用一个字节来记录一个表文件块的空闲空间大小。在映射文件中用一个字节最大能表示的范围是0-255，对应的文件块大小范围为0-8192。即用(0,255)表征(0，8192)，其中换算为表征字节×8192/255＝文件块大小。
所以，映射文件中字节的数字反应了表文件中的空闲空间大小。
S3、将所述表征字节与对应文件块大小进行绑定，确保所述表征字节随对应文件块大小变动而同步更新。
映射文件的表征字节与对应文件块大小进行绑定，一旦文件块大小发生变化，相应的表征字节也随之重新生成。由步骤S2可知，表征字节＝文件块大小×255/8192。
如图2示，该系统200包括：
文件创建单元210，配置用于创建与物理表文件对应的映射文件；
表征设置单元220，配置用于在映射文件中设置与物理表文件的文件块大小对应的表征字节；
映射绑定单元230，配置用于将所述表征字节与对应文件块大小进行绑定，确保所述表征字节随对应文件块大小变动而同步更新。
可选地，作为本发明一个实施例，所述文件创建单元包括：
映射创建模块，配置用于创建第一映射块、第二映射块和第三映射块，所述第一映射块对应第一层根节点，所述第二映射块对应多个第二层节点，所述第三映射块对应多个第三层节点；所述第二层节点为第三层节点的根节点；
结构设置模块，配置用于所述第一映射块、第二映射块和第三映射块均构成局部最大堆二叉树结构。
可选地，作为本发明一个实施例，所述系统还包括：
文件对应模块，配置用于所述第三层节点对应所述物理表文件；
表块对应模块，配置用于所述第三层节点的叶子节点对应所述物理表文件的文件块。
图3为本发明实施例提供的一种终端系统300的结构示意图，该终端系统300可以用于执行本发明实施例提供的数据库空闲空间管理方法。
其中，该终端系统300可以包括：处理器310、存储器320及通信单元330。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，该存储器320可以用于存储处理器310的执行指令，存储器320可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器320中的执行指令由处理器310执行时，使得终端300能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
处理器310为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器320内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器310可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
通信单元330，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
因此，本发明通过对每一个表文件创建一个对应的空闲空间记录的映射文件，映射文件中通过特定的结构描述表文件中文件块的空闲空间情况。为了能够快速的查询空闲空间，映射文件不应该太大，因此在映射文件中用一个字节对应文件块大小，每个物理表文件都会对应创建一个映射文件。本发明创建对应于表文件的映射文件，来记录表文件中所有空闲空间的情况，通过树状结构实现快速查找，同时支持更新节点内容，为数据库的最大化应用提供了保障，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种数据库空闲空间管理方法，其特征在于，包括：
创建与物理表文件对应的映射文件；
在映射文件中设置与物理表文件的文件块大小对应的表征字节；
将所述表征字节与对应文件块大小进行绑定，确保所述表征字节随对应文件块大小变动而同步更新。
2.根据权利要求1所述的数据库空闲空间管理方法，其特征在于，所述创建与物理表文件对应的映射文件，包括：
创建第一映射块、第二映射块和第三映射块，所述第一映射块对应第一层根节点，所述第二映射块对应多个第二层节点，所述第三映射块对应多个第三层节点；所述第二层节点为第三层节点的根节点；
所述第一映射块、第二映射块和第三映射块均构成局部最大堆二叉树结构。
3.根据权利要求2所述的数据库空闲空间管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第三层节点对应所述物理表文件；
所述第三层节点的叶子节点对应所述物理表文件的文件块。
4.一种数据库空闲空间管理系统，其特征在于，包括：
文件创建单元，配置用于创建与物理表文件对应的映射文件；
表征设置单元，配置用于在映射文件中设置与物理表文件的文件块大小对应的表征字节；
映射绑定单元，配置用于将所述表征字节与对应文件块大小进行绑定，确保所述表征字节随对应文件块大小变动而同步更新。
5.根据权利要求4所述的数据库空闲空间管理系统，其特征在于，所述文件创建单元包括：
映射创建模块，配置用于创建第一映射块、第二映射块和第三映射块，所述第一映射块对应第一层根节点，所述第二映射块对应多个第二层节点，所述第三映射块对应多个第三层节点；所述第二层节点为第三层节点的根节点；
结构设置模块，配置用于所述第一映射块、第二映射块和第三映射块均构成局部最大堆二叉树结构。
6.根据权利要求4所述的数据库空闲空间管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
文件对应模块，配置用于所述第三层节点对应所述物理表文件；
表块对应模块，配置用于所述第三层节点的叶子节点对应所述物理表文件的文件块。
7.一种终端，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器的执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-3任一项所述的方法。
8.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200414 |
|
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