CN111241108B - 基于键值对kv系统的索引方法、装置、电子设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于键值对KV系统的索引方法、装置、电子设备和介质，涉及索引技术领域。具体实现方案为：获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数；将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息；根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值。本申请通过将获取的键值作为定长类型索引的序号，减少了系统内存的资源占用量；通过根据所述序号确定数值所在存储位置的地址信息，进而完成数值的读取，提高了数值的读取速度以及读取效率。
Description
技术领域
本申请实施例涉及计算机技术，尤其涉及索引技术，具体涉及基于键值对KV系统的索引方法、装置、电子设备和介质。
背景技术
KV(Key Value，关键字-数值)检索是一种当前业界非常通用的NoSQL(Not OnlySQL，非关系型数据库)检索引擎类型，该类系统都有高检索性能，大规模的更新吞吐量。
现有的KV检索中的索引信息，分别存储有键值以及键值与对应数据的地址信息之间的映射关系，在查询目标数据时，首先基于设定数据结构在索引信息中查询到目标键值，再根据目标键值与目标数据的地址信息之间的映射关系，查询到目标数据的数据内容。但是当数据量过大时，现有KV检索方法的索引性能较低，并且若需要多层查询时，索引性能更低。
发明内容
本申请实施例提供一种基于键值对KV系统的索引方法、装置、电子设备和介质，可以解决现有KV索引方法在数据量过大时产生的索引效率低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于键值对KV系统的索引方法，所述方法包括：
获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数；
将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息；
根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过将获取的键值作为定长类型索引的序号，减少了系统内存的资源占用量；通过根据所述序号确定数值所在存储位置的地址信息，进而完成数值的读取，提高了数值的读取速度以及读取效率。
可选地，将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息包括：
将所述键值作为定长类型索引的序号；
在定长类型的索引区域中，从对应所述序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息；
其中，所述KV系统的数值存储于非定长类型存储空间中。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过将键值作为定长类型索引的序号，并从对应序号的元素空间中读取待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息，节省了系统的内存资源，并为根据地址信息读取数值奠定了基础。
可选的，在定长类型的索引区域中，从对应所述序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息包括：
将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号；
根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所在存储位置的偏移地址；
根据所述索引块的偏移地址，从存储空间中定位所述索引块的二级索引区域；
在定长类型的所述二级索引区域中，从对应所述一级索引序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过建立两级索引，并确定一级索引序号以及二级索引号，根据一级索引序号以及二级索引号，在二级索引区域中确定待查询键值对中数值的地址信息，避免了当数据量过大时，只利用一级索引读取待查询键值对中的数值，导致的内存资源占用过大的问题。
可选的，所述方法还包括：
接收到数据的写入请求时，为所述数据在所述KV系统的末尾，顺序分配一个整型数值，作为所述数据的键值，所述数据作为数值进行存储；
将所述数值所在存储空间的偏移地址，添加到所述索引区域对应所述键值的序号的元素空间中。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过在接受到数据的写入请求时，在KV系统末尾将数据作为数值进行存储，并相应分配一个整型数值作为所述数值的键值，最终将新增数值的偏移地址添加到新增键值的元素空间中，实现了新数据的写入，并且不会打乱已有键值对的顺序，避免出现索引错误。
可选的，将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息包括：
将所述键值作为定长类型索引的序号；
根据所述序号和定长类型存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息；
其中，所述KV系统的数值存储于定长类型存储空间中。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过将键值作为定长类型索引的序号，并根据序号以及定长类型存储空间中存储单位的长度，计算出数值所在存储单位的偏移地址，实现了当数值存储于定长类型存储空间时，确定数值的地址信息的技术效果。
可选的，根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值之前，还包括：
根据所述地址信息或所述序号，在存储单位位图中查询对应存储单位是否存储有数值，若是，则继续执行数值读取操作。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过根据地址信息或序号，当在存储单位位图中查询对应的存储单位存储有数值，则继续执行数值读取操作，避免了空数值的读取操作，增加了KV系统中数值读取的效率。
可选的，根据所述序号和定长类型存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息包括：
将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号；
根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所对应文件存储空间的偏移地址；
在定长类型的所述文件存储空间中，根据所述一级索引序号和定长类型文件存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：当文件存储空间是定长类型时，通过建立两级索引计算待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息，扩展了数据容量问题，并且提高了索引的并发度。
可选的，所述方法还包括：
接收到数据的写入请求时，为所述数据分配一个整型数值，作为所述数据的键值，将所述数据作为数值，存储在定长类型存储空间中，与所述键值对应存储单位中。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：当接收到数据写入请求时，为数据分配一个整型数值作为键值，并将数据作为数值存储在定长类型存储空间中，与键值对应的存储单位中，实现了根据键值与存储空间的预设关系，进行数值存储的技术效果。
可选的，所述KV系统用于存储图数据库的点邻接表，每个键值对的键值为图中一个点的点标识，数值为该点在图中所邻接点的点标识。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于键值对KV系统的索引装置，所述装置包括：
键值获取模块，用于获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数；
地址信息确定模块，用于将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息；
数值读取模块，用于根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值。
第三方面，本申请实施例还公开了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本申请任意实施例所述的基于键值对KV系统的索引方法。
第四方面，本申请实施例还公开了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本申请任意实施例所述的基于键值对KV系统的索引方法。
上述可选方式所具有的其他效果将在下文中结合具体实施例加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
图1A是根据本申请第一实施例的一种基于键值对KV系统的索引方法的流程示意图；
图1B是根据本申请第一实施例中所适用的索引架构示意图；
图1C是根据本申请第一实施例中所适用的索引架构示意图；
图1D是根据本申请第一实施例中所适用的索引架构示意图；
图2A是根据本申请第二实施例的一种基于键值对KV系统的索引方法的流程示意图；
图2B是根据本申请第二实施例中所适用的索引架构示意图；
图3A是根据本申请第三实施例的一种基于键值对KV系统的索引方法的流程示意图；
图3B是根据本申请第三实施例中所适用的索引架构示意图；
图4是根据本申请第四实施例的一种基于键值对KV系统的索引装置的结构示意图；
图5是用来实现本申请实施例的基于键值对KV系统的索引方法的电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
实施例一
图1A为本申请实施例一提供的一种基于键值对KV系统的索引方法的流程示意图。本实施例适用于基于KV系统通过键值查询对应数值的情况，可以由本申请实施例提供的基于KV系统的索引装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现。如图1A所示，该方法可以包括：
S101、获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数。
其中，键值对由键值Key以及数值Value组成，用于表示数值与键值之间的对应关系，一个键值可以对应一个数值或者是多个数值，例如键值为“年龄”，则其对应的数值可以包括“20岁”、“30岁”或“40岁”等；又例如键值为“学历”，则其对应的数值可以包括“专科”、“本科”或“研究生”等。
具体的，在本实施例KV系统中的各键值对的键值为递增整型数，其中，整型数表示不包含小数部分的数值型数据，即整数，例如在本实施例中键值可以表示为：“1”、“2”“3”……“N”；又例如在本实施例中键值可以表示为：“001”、“002”、“003”……“NNN”。
通过获取待查询键值对中的键值，为后续根据键值得到数值所在存储位置的地址信息，奠定了数据基础。待查询键值对可以是通过各种索引请求、查询请求确定而来的，一般是针对物理层KV系统确定的索引请求。例如，当需要查询第1-100个键值对的数值时，那就可以确定出100个索引请求，且每个索引请求都确定有待查询键值对。
S102、将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息。
具体的，键值本身就作为索引的一个要素，即定长类型索引的序号。定长类型索引可以通过索引区域来实现，也可以通过对定长存储空间的排序来实现。下面将分别介绍各种情况。基于索引序号能够查询或计算出数值所在存储位置地址的信息，作为地址信息。
例如，定长类型索引以索引区域来实现时，表示索引区域中每个元素空间占用字节长度是一定的，例如索引区域中每个元素空间占用4字节，或者索引区域中每个元素空间占用8字节。索引区域中每个元素空间都存储有一个待查询键值对中至少一个数值所在存储位置的地址信息，地址信息可以是数值所在存储位置的偏移地址。
具体的，将键值作为定长类型索引的序号，例如将键值“1”作为索引区域中第1个元素空间的序号，又例如将键值“2”作为索引区域中第2个元素空间的序号。则由序号可以直接定位到索引区域中的元素空间。根据定长类型索引的序号，确定待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息。
可选的，若KV系统的数值存储于非定长类型存储空间中，则S102包括：
将所述键值作为定长类型索引的序号；在定长类型的索引区域中，从对应所述序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
具体的，如图1B所示，索引区域中每个元素空间都存储有一个待查询键值对中至少一个数值所在存储位置的偏移地址(offset)，根据得到的定长类型索引的序号，在定长类型的索引区域中确定对应所述序号的元素空间，进而访问该元素空间以读取待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。该偏移地址是数值所在存储位置的偏移地址，数值可采用数据文件(data file)来存储。
示例性的，待查询键值对中键值为“1”，则将键值“1”作为定长类型索引的序号1，在定长类型的索引区域中，确定对应序号1的元素空间为索引区域中的第1个元素空间，进而访问该元素空间，并读取该元素空间存储的待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
示例性的，待查询键值对中键值为“2”，则将键值“2”作为定长类型索引的序号2，在定长类型的索引区域中，确定对应序号2的元素空间为索引区域中的第2个元素空间，进而访问该元素空间，并读取该元素空间存储的待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
通过若KV系统的数值存储于非定长类型存储空间中时，将键值作为定长类型索引的序号，并从定长类型的索引区域中，根据序号确定元素空间并从中读取数值的地址信息，使得KV系统无需在内存中存储键值，节省了内存空间，并且使得KV系统无需在内存中对键值进行查询，从而加快了索引的时间和效率。
在另一种索引方式中，还可以通过序号来计算确定地址信息，具体如下：
可选的，若KV系统的数值存储于定长类型存储空间中，则S102包括：
将所述键值作为定长类型索引的序号；根据所述序号和定长类型存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息。
具体的，如图1C所示，当KV系统的数值存储于定长类型存储空间(即POD类型存储空间)中时，该类存储空间的特点为存储单位的长度为固定长度。定长类型存储空间中包括若干用于存储数值的存储单位，并且数值在存储单位的排序顺序与键值的排序顺序相同。将键值作为序号，并根据序号确定键值对应的数值所在的存储单位的序号，而后计算id*sizeof(value)来确定目标存储单位的偏移地址，作为所述地址信息。上述id为序号，value为存储单位的字节长度，例如4字节或8字节。
示例性的，假设键值为“100”，则将键值“100”作为序号，在定长类型存储空间中，将“100*8字节”作为待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，即所述地址信息。
通过若KV系统的数值存储于定长类型存储空间中时，则将键值作为索引序号，并根据序号以及定长类型存储空间中存储单位的长度，计算得出数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息，使得当数值是定长类型时，KV系统无需设定索引区域即可得到数值的地址信息，进一步地减少了内存资源的占用量，并且无需从索引区域的元素空间中读取数值的地址信息，相应的提高了KV系统的索引速度和效率。
在上述实施例的基础上，根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值之前，还包括：
根据所述地址信息或所述序号，在存储单位位图中查询对应的存储单位是否存储有数值，若是，则继续执行数值读取操作。
具体的，如图1C所示，本实施例中的KV系统设立了存储单位位图，并且位图与存储单位相关联，当存储单位中存储有数值时，位图可选的显示为“1”，当存储单位中没有存储数值时，位图可选的显示为“0”。
通过根据地址信息或序号，当在存储单位位图中查询对应的存储单位存储有数值，则继续执行数值读取操作，避免了空数值的读取操作，增加了KV系统中数值读取的效率。
S103、根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值。
其中，存储空间包括但不限于磁盘空间，待查询键值对中的数值具体存储于存储空间中的文件块中，文件块除了存储有数值外，还可以存储包括数值大小信息(size)、更新时间戳信息(timestamp)以及控制位信息(control flag)等，如图1B所示。
具体的，根据S102中获取的地址信息，从存储空间中访问对应的文件块，并从文件块中读取待查询键值对中的数值。
通过根据地址信息从存储空间中读取待查询键值对中的数值，实现了根据待查询键值对中的键值，从存储空间中读取待查询键值对中的数值的技术效果。
本申请实施例提供的技术方案，通过将获取的键值作为定长类型索引的序号，减少了系统内存的资源占用量；通过根据所述序号确定数值所在存储位置的地址信息，进而完成数值的读取，提高了数值的读取速度以及读取效率。
在上述实施例的基础上，所述KV系统可用于存储图数据库的点邻接表，每个键值对的键值为图中一个点的点标识，数值为该点在图中所邻接点的点标识。
具体的，图数据库的点邻接表体现了图数据库中图像点之间的关系。图是由点组成的，且点之间的邻接关系是边关系。为了记录邻接关系，图数据库就需要存储有点邻接表，如图1D所示。点邻接表通过键值对来记录每个点的邻接点，即key值为点标识，value记录了该点的邻接点的点标识。作为key值的点标识是顺序整型递增的。示例性的，如图1D所示，点标识为“1”，将其作为键值，其邻接点包括的点标识分别为“100”、“105、“107”和“110”，则该键值对中，键值为“1”，数值为“100”、“105、“107”和“110”。
通过将本申请实施例所提供的KV系统用于存储图数据库的点邻接表，可避免图数据库中数据量过大导致的索引效率低的问题。当然，本申请实施例的技术方案还可适用于各种key值满足递增整型条件的KV系统。例如，员工记录表，每个员工的编号通常是递增整型数值，员工的具体信息则作为value记录。
在上述实施例的基础上，还包括：
当KV系统的数值存储于非定长类型存储空间中时，若接收到数据的写入请求时，为所述数据在所述KV系统的末尾，顺序分配一个整型数值，作为所述数据的键值，所述数据作为数值进行存储；将所述数值所在存储空间的偏移地址，添加到所述索引区域对应所述键值的序号的元素空间中。
具体的，当接收到数据的写入请求后，在文件块的末尾将所述数据作为数值进行存储，并在索引区域的末尾顺序分配一个整型数值，作为新增数值的键值，最终将新增数值的偏移地址，添加到索引区域对应所述键值的序号的元素空间中。
通过在接受到数据的写入请求时，在KV系统末尾将数据作为数值进行存储，并相应分配一个整型数值作为所述数值的键值，最终将新增数值的偏移地址添加到新增键值的元素空间中，实现了新数据的写入，并且不会打乱已有键值对的顺序，避免出现索引错误，同时由于是在末尾进行数据写入，因此无需重新排序键值对，提高了数据写入的速度。
在上述实施例的基础上，还包括：
当KV系统的数值存储于定长类型存储空间中时，接收到数据的写入请求时，为所述数据分配一个整型数值，作为所述数据的键值，将所述数据作为数值，存储在定长类型存储空间中，与所述键值对应存储单位中。
具体的，当KV系统的数值是POD类型时，通过预先根据键值确定对应数值的偏移地址，将用于存储数值的存储空间提前分配完成，当写入新数值时，直接根据新数值对应的键值，将新数值存储到对应存储空间中。例如，写入数值对应的键值为“100”，则将新数值存储到定长类型存储空间中第100个存储单位中。
当接收到数据写入请求时，为数据分配一个整型数值作为键值，并将数据作为数值存储在定长类型存储空间中，与键值对应的存储单位中，实现了根据键值与存储空间的预设关系，进行数值存储的技术效果。
在上述实施例的基础上，本实施例中的KV系统还支持键值对的删除和修改，例如如果是删除键值对，则在KV系统的逻辑层中删除与物理层中待删除键值对的关系，使得逻辑层不在查询物理层的待删除键值对，并且KV系统会定时的释放磁盘，以在物理层中彻底删除待删除键值对；又例如如果是修改键值对，则可以是先删除旧的键值对，进而写入新的键值对，以实现修改键值对的作用。
通过对KV系统的键值对的删除或者修改，使得KV系统总能保持更新，确保了索引的准确性和可靠性。
实施例二
图2A为本申请实施例二提供的一种基于键值对KV系统的索引方法的流程示意图。本实施例为上述实施例提供了一种具体实现方式，该具体实现方式适用于解决现有技术当数据量过大时，仍然利用一级索引导致占用内存过大的问题，如图2A所示，该方法可以包括：
S201、获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数。
S202、将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号。
示例性的，如图2B所示，假设每个索引块(block)对应1000万的一级索引序号，即1000万个键值，则二级索引序号为“1”的索引块对应0～1000万的一级索引序号；二级索引序号为“2”的索引块对应1000万～2000万的一级索引序号；二级索引序号为“3”的索引块对应2000万～3000万的一级索引序号，以此类推。若根据键值得到的一级索引序号为“1200万”，由于“1200万”处于1000万～2000万的范围，则确定一级索引序号“1200万”对应索引块的二级索引序号为“2”。
S203、根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所在存储位置的偏移地址。
具体的，如图2B所示，在一级索引区域(range index)中，划分有多个元素空间，每个元素空间都对应不同的一级索引序号范围，并且每个元素空间都存储有该元素空间一级索引序号范围对应索引块的偏移地址。根据S202中获取的二级索引序号，在一级索引区域中确定与二级索引序号对应的元素空间，并从中读取索引块所在存储位置的偏移地址。
示例性的，假设获取的二级索引序号为“2”，则在一级索引区域中，在第2个元素空间中读取二级索引序号为“2”的索引块的偏移地址。
S204、根据所述索引块的偏移地址，从存储空间中定位所述索引块的二级索引区域。
其中，不同的索引块对应不同的二级索引区域。
具体的，根据索引块的偏移地址，在存储空间中定位至该存储区域，作为二级索引区域(index)，一般是在内存中进行索引。
S205、在定长类型的所述二级索引区域中，从对应所述一级索引序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
具体的，如图2B所示，在二级检索区域中，划分有多个元素空间，每个元素空间都存储有一个待查询键值对中至少一个数值所在存储位置的偏移地址。示例性的，假设一级索引序号，即键值为“1200万”，索引块的二级索引序号为“2”，每个索引块对应1000万的一级索引序号，因此“1200万”对应“2”号索引块的第200万个元素空间，相应的在第“2”号索引块的二级索引区域中从第200万个元素空间中读取待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
通常情况下，偏移地址采用8个字节，但是当数据量过大时，偏移地址占用的内存空间会很大，例如10亿数据量的偏移地址就需要占用8G内存，100亿数据量的偏移地址就需要占用80G内存，这就限制了单机数据的容量，为了解决上述问题，在本实施例中，二级索引区域中每个元素空间存储的偏移地址采用4个字节，即将8字节的偏移地址拆分成两个4字节的偏移地址，分别存储于两个相邻二级索引区域的元素空间中。这样可以减小偏移地址所占内存的空间，但是由于4字节偏移地址只能访问4GB的文件，因此若当待查询键值对中数值过大时，就需要访问另外一个4GB文件。
S206、根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值。
具体的，在本实施例中，将存储空间中用于存储待查询键值对中的数值的文件块，拆分成若干个4GB大小的文件块，以增加多盘利用率，防止资源的浪费。
本申请实施例提供的技术方案，通过建立两级索引，并确定一级索引序号以及二级索引号，根据一级索引序号以及二级索引号，在二级索引区域中确定待查询键值对中数值的地址信息，避免了当数据量过大时，只利用一级索引读取待查询键值对中的数值，导致的内存资源占用过大的问题。本实施例的技术方案尤其适用于非定长存储空间的KV系统。
实施例三
图3A为本申请实施例三提供的一种基于键值对KV系统的索引方法的流程示意图。本实施例为上述实施例提供了一种具体实现方式，本实施例适用于当数值为POD类型时，读取待查询键值对中的数值的情况，如图3A所示，该方法可以包括：
S301、获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数。
S302、将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号。
具体的，在本实施例中索引块与一级索引区域的元素空间一一对应的，并且将每个索引块所对应文件存储空间设置在不同的磁盘中，以增加每个磁盘的资源利用。
S303、根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所对应文件存储空间的偏移地址。
示例性的，假设索引块的二级索引序号为“2”，则在定长类型的一级索引区域的第2个元素空间中读取二级索引序号为“2”的索引块所对应文件存储空间的偏移地址。
S304、在定长类型的所述文件存储空间中，根据所述一级索引序号和定长类型文件存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息。
具体的，如图3B所示，待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址的计算过程为：blocksize*blockid+block-inner-offset。其中，blocksize为索引块的键值范围，例如1000W，blockid为当前待查的二级索引序号，例如2，block-inner-offset为键值，即一级索引序号在该索引块中的内部偏移地址，例如，第1200W的键值，是在第2个索引块的定长文件存储空间中的第200W个存储单位中，内部偏移地址则可参照前述实施例所述，基于存储单位的字节长度以及序号来计算获得。
S305、根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值。
本申请实施例提供的技术方案，通过当文件存储空间是定长类型时，通过建立两级索引计算待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息，扩展了数据容量问题，并且提高了索引的并发度，并且由于将每个索引块所对应文件存储空间设置在不同的磁盘中，增加了每个磁盘的资源利用。
实施例四
图4为本申请实施例四提供的一种基于键值对KV系统的索引装置400的结构示意图，可执行本申请任一实施例所提供的一种基于KV系统的索引方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图4所示，该装置可以包括：
键值获取模块401，用于获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数；
地址信息确定模块402，用于将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息；
数值读取模块403，用于根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值。
在上述实施例的基础上，所述地址信息确定模块402，具体用于：
将所述键值作为定长类型索引的序号；
在定长类型的索引区域中，从对应所述序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息；
其中，所述KV系统的数值存储于非定长类型存储空间中。
在上述实施例的基础上，所述地址信息确定模块402，具体还用于：
将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号；
根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所在存储位置的偏移地址；
根据所述索引块的偏移地址，从存储空间中定位所述索引块的二级索引区域；
在定长类型的所述二级索引区域中，从对应所述一级索引序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
在上述实施例的基础上，所述装置还包括第一数据写入模块，具体用于：
接收到数据的写入请求时，为所述数据在所述KV系统的末尾，顺序分配一个整型数值，作为所述数据的键值，所述数据作为数值进行存储；
将所述数值所在存储空间的偏移地址，添加到所述索引区域对应所述键值的序号的元素空间中。
在上述实施例的基础上，所述地址信息确定模块402，具体还用于：
将所述键值作为定长类型索引的序号；
根据所述序号和定长类型存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息；
其中，所述KV系统的数值存储于定长类型存储空间中。
在上述实施例的基础上，所述装置还包括位图查询模块，具体用于：
根据所述地址信息或所述序号，在存储单位位图中查询对应的存储单位是否存储有数值，若是，则继续执行数值读取操作。
在上述实施例的基础上，所述地址信息确定模块402，具体还用于：
将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号；
根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所对应文件存储空间的偏移地址；
在定长类型的所述文件存储空间中，根据所述一级索引序号和定长类型文件存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息。
在上述实施例的基础上，所述装置还包括第二数据写入模块，具体用于：
接收到数据的写入请求时，为所述数据分配一个整型数值，作为所述数据的键值，将所述数据作为数值，存储在定长类型存储空间中，与所述键值对应存储单位中。
在上述实施例的基础上，所述KV系统用于存储图数据库的点邻接表，每个键值对的键值为图中一个点的点标识，数值为该点在图中所邻接点的点标识。
本申请实施例所提供的一种基于键值对KV系统的索引装置400，可执行本申请任一实施例所提供的一种基于键值对KV系统的索引方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任一实施例所提供的一种基于键值对KV系统的索引方法。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。
如图5所示，是根据本申请实施例的基于键值对KV系统的索引方法的电子设备的框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
如图5所示，该电子设备包括：一个或多个处理器501、存储器502，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图5中以一个处理器501为例。
存储器502即为本申请所提供的非瞬时计算机可读存储介质。其中，所述存储器存储有可由至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器执行本申请所提供的基于键值对KV系统的索引方法。本申请的非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行本申请所提供的基于键值对KV系统的索引方法。
存储器502作为一种非瞬时计算机可读存储介质，可用于存储非瞬时软件程序、非瞬时计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的基于键值对KV系统的索引方法对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的键值获取模块401、地址信息确定模块402和数值读取模块403)。处理器501通过运行存储在存储器502中的非瞬时软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于键值对KV系统的索引方法。
存储器502可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据基于键值对KV系统的索引方法的电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器502可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器502可选包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至基于键值对KV系统的索引方法的电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
基于键值对KV系统的索引方法的电子设备还可以包括：输入装置503和输出装置504。处理器501、存储器502、输入装置503和输出装置504可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
输入装置503可接收输入的数字或字符信息，以及产生与基于键值对KV系统的索引方法的电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等输入装置。输出装置504可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。
此处描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、专用ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
这些计算程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。
根据本申请实施例的技术方案，通过将获取的键值作为定长类型索引的序号，减少了系统内存的资源占用量；通过根据所述序号确定数值所在存储位置的地址信息，进而完成数值的读取，提高了数值的读取速度以及读取效率。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。
Claims (18)
1.一种基于键值对KV系统的索引方法，其特征在于，包括：
获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数；
将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息；
根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值；
其中，将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息包括：
将所述键值作为定长类型索引的序号；
根据所述序号和定长类型存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息；
其中，所述KV系统的数值存储于定长类型存储空间中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息包括：
将所述键值作为定长类型索引的序号；
在定长类型的索引区域中，从对应所述序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息；
其中，所述KV系统的数值存储于非定长类型存储空间中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在定长类型的索引区域中，从对应所述序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息包括：
将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号；
根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所在存储位置的偏移地址；
根据所述索引块的偏移地址，从存储空间中定位所述索引块的二级索引区域；
在定长类型的所述二级索引区域中，从对应所述一级索引序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
接收到数据的写入请求时，为所述数据在所述KV系统的末尾，顺序分配一个整型数值，作为所述数据的键值，所述数据作为数值进行存储；
将所述数值所在存储空间的偏移地址，添加到所述索引区域对应所述键值的序号的元素空间中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值之前，还包括：
根据所述地址信息或所述序号，在存储单位位图中查询对应的存储单位是否存储有数值，若是，则继续执行数值读取操作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述序号和定长类型存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息包括：
将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号；
根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所对应文件存储空间的偏移地址；
在定长类型的所述文件存储空间中，根据所述一级索引序号和定长类型文件存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
接收到数据的写入请求时，为所述数据分配一个整型数值，作为所述数据的键值，将所述数据作为数值，存储在定长类型存储空间中，与所述键值对应存储单位中。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述KV系统用于存储图数据库的点邻接表，每个键值对的键值为图中一个点的点标识，数值为该点在图中所邻接点的点标识。
9.一种基于键值对KV系统的索引装置，其特征在于，包括：
键值获取模块，用于获取待查询键值对中的键值，其中，所述KV系统中各键值对的键值为递增整型数；
地址信息确定模块，用于将所述键值作为定长类型索引的序号，并根据所述序号确定所述待查询键值对中数值所在存储位置的地址信息；
数值读取模块，用于根据所述地址信息从存储空间中读取所述待查询键值对中的数值；
其中，所述地址信息确定模块，具体还用于：
将所述键值作为定长类型索引的序号；
根据所述序号和定长类型存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息；
其中，所述KV系统的数值存储于定长类型存储空间中。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述地址信息确定模块，具体用于：
将所述键值作为定长类型索引的序号；
在定长类型的索引区域中，从对应所述序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息；
其中，所述KV系统的数值存储于非定长类型存储空间中。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述地址信息确定模块，具体还用于：
将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号；
根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所在存储位置的偏移地址；
根据所述索引块的偏移地址，从存储空间中定位所述索引块的二级索引区域；
在定长类型的所述二级索引区域中，从对应所述一级索引序号的元素空间中读取所述待查询键值对中数值所在存储位置的偏移地址，作为所述地址信息。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一数据写入模块，具体用于：
接收到数据的写入请求时，为所述数据在所述KV系统的末尾，顺序分配一个整型数值，作为所述数据的键值，所述数据作为数值进行存储；
将所述数值所在存储空间的偏移地址，添加到所述索引区域对应所述键值的序号的元素空间中。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位图查询模块，具体用于：
根据所述地址信息或所述序号，在存储单位位图中查询对应的存储单位是否存储有数值，若是，则继续执行数值读取操作。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述地址信息确定模块，具体还用于：
将所述键值作为一级索引序号，并确定所述一级索引序号所在序号范围对应的索引块的二级索引序号，其中，每个索引块对应设定数量的一级索引序号；
根据所述二级索引序号，在定长类型的一级索引区域的对应元素空间中读取所述索引块所对应文件存储空间的偏移地址；
在定长类型的所述文件存储空间中，根据所述一级索引序号和定长类型文件存储空间中存储单位的长度，计算所述待查询键值对中数值所在存储单位的偏移地址，作为所述地址信息。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二数据写入模块，具体用于：
接收到数据的写入请求时，为所述数据分配一个整型数值，作为所述数据的键值，将所述数据作为数值，存储在定长类型存储空间中，与所述键值对应存储单位中。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：
所述KV系统用于存储图数据库的点邻接表，每个键值对的键值为图中一个点的点标识，数值为该点在图中所邻接点的点标识。
17.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的基于键值对KV系统的索引方法。
18.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-8中任一项所述的基于键值对KV系统的索引方法。
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- 2020-01-16 CN CN202010048213.7A patent/CN111241108B/zh active Active
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