CN111460039A - 关系型数据库处理系统、客户端、服务器及方法 - Google Patents

关系型数据库处理系统、客户端、服务器及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种关系型数据库处理系统、客户端、服务器及方法，其中：主从数据库之间及主数据库与可切主从数据库之间数据同步；每一数据库部署有监控当前数据库状态的客户端；每一服务总控单元中部署服务器接收所有数据库的当前数据库状态；在根据当前数据库状态判断数据库发生故障时，将数据库切换命令发送至变更控制器；调度控制器将故障修复命令发送至变更控制器；变更控制器根据切换命令执行数据库切换操作，根据故障修复命令执行故障修复操作；完成后向每一服务总控单元反馈更新后的所有数据库的当前数据库状态；代理单元在收到外部应用对数据库访问时，根据当前数据库状态将访问切换至可用数据库。上述技术方案实现了数据库服务的高可用性。

Description

关系型数据库处理系统、客户端、服务器及方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种数关系型数据库处理系统、客户端、服务器及方法。
背景技术
关系型数据库例如MySQL作为现今流行的开源数据库，部署到云平台作为服务后可以灵活地扩展，在必要时支撑更大的业务吞吐。此外也可以免去大量开发人员的安装，维护，备份等工作，能够极大地提高开发效率。但是由于MySQL是一种有状态服务，运行到多个节点上之后就必需要考虑数据高可用等问题。然而，目前数据库处理方案不能实现真正意义上的高可用性。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种关系型数据库处理系统，用以实现数据库服务的高可用性，该系统包括：
代理单元、数据库集群、服务总控单元、调度控制器和变更控制器；服务总控单元包括：领导者服务总控单元和至少一个跟从者服务总控单元；数据库集群包括：主数据库、从数据库和可切主从数据库；其中：
数据库集群中主数据库与从数据库之间，以及主数据库与可切主从数据库之间均通过半同步方式进行数据同步；每一数据库均部署有客户端，所述客户端用于监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元；
每一服务总控单元中均部署有服务器，所述服务器用于接收所有数据库的当前数据库状态，接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；被选为领导者服务总控单元的服务器还用于在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令，将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
调度控制器，用于从领导者服务总控单元中获取所有数据库的当前数据库状态，在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的故障修复策略，生成故障修复命令，将所述故障修复命令发送至变更控制器；
变更控制器，用于根据数据库切换命令，执行数据库切换操作；根据故障修复命令，执行数据库故障修复操作；在完成数据库切换操作或数据库故障修复操作后，向每一服务总控单元反馈更新后的所有数据库的当前数据库状态；
代理单元，用于在接收到外部应用对数据库的访问请求时，根据从领导者服务总控单元中获取的所有数据库的当前数据库状态，将访问请求切换至可用数据库。
本发明实施例还提供了一种关系型数据库处理客户端，用以实现数据库服务的高可用性，该客户端包括：
监控单元，用于监控当前数据库状态；
第一发送单元，用于将当前数据库状态发送至服务总控单元。
本发明实施例还提供了一种关系型数据库处理服务器，用以实现数据库服务的高可用性，该服务器包括：
第二接收单元，用于接收所有数据库的当前数据库状态；接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；
切换命令生成单元，用于在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令；
第二发送单元，用于将所述数据库切换命令发送至变更控制器。
本发明实施例还提供了一种关系型数据库处理方法，应用于系统，用以实现数据库服务的高可用性，该方法包括：
数据库集群中主数据库与从数据库之间，以及主数据库与可切主从数据库之间均通过半同步方式进行数据同步；每一数据库均部署的客户端监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元；
每一服务总控单元中部署的服务器接收所有数据库的当前数据库状态，被选为领导者服务总控单元的服务器还在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令，将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
调度控制器从领导者服务总控单元中获取所有数据库的当前数据库状态，在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的故障修复策略，生成故障修复命令，将所述故障修复命令发送至变更控制器；
变更控制器根据数据库切换命令，执行数据库切换操作；根据故障修复命令，执行数据库故障修复操作；在完成数据库切换操作或数据库故障修复操作后，向每一服务总控单元反馈更新后的所有数据库的当前数据库状态；
每一服务总控单元中部署的服务器接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；
代理单元在接收到外部应用对数据库的访问请求时，根据从领导者服务总控单元中获取的所有数据库的当前数据库状态，将访问请求切换至可用数据库。
本发明实施例还提供了一种关系型数据库处理方法，应用于客户端，用以实现数据库服务的高可用性，该方法包括：
监控当前数据库状态；
将当前数据库状态发送至服务总控单元。
本发明实施例还提供了一种关系型数据库处理方法，应用于服务器，用以实现数据库服务的高可用性，该方法包括：
接收所有数据库的当前数据库状态；
在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令；
将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述关系型数据库处理方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述关系型数据库处理方法的计算机程序。
本发明实施例提供的关系型数据库处理方案通过：数据库集群中主数据库与从数据库之间，以及主数据库与可切主从数据库之间均通过半同步方式进行数据同步；每一数据库均部署的客户端监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元；每一服务总控单元中部署的服务器接收所有数据库的当前数据库状态，被选为领导者服务总控单元的服务器还在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令，将所述数据库切换命令发送至变更控制器；调度控制器从领导者服务总控单元中获取所有数据库的当前数据库状态，在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的故障修复策略，生成故障修复命令，将所述故障修复命令发送至变更控制器；变更控制器根据数据库切换命令，执行数据库切换操作；根据故障修复命令，执行数据库故障修复操作；在完成数据库切换操作或数据库故障修复操作后，向每一服务总控单元反馈更新后的所有数据库的当前数据库状态；每一服务总控单元中部署的服务器接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；代理单元在接收到外部应用对数据库的访问请求时，根据从领导者服务总控单元中获取的所有数据库的当前数据库状态，将访问请求切换至可用数据库，实现了数据库服务的高可用性。
本发明实施例提供的关系型数据库处理方案可以应用于MySQL数据库处理。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例中关系型数据库处理系统的结构示意图；
图2是本发明另一实施例中关系型数据库处理系统的结构示意图；
图3是本发明实施例中客户端的原理示意图；
图4是本发明实施例中系统部件部署原理示意图；
图5是本发明实施例中主数据库失联的状态示意图；
图6是本发明实施例中变更控制器执行数据库切换操作的原理示意图；
图7是本发明实施例中高可用代理根据当前数据库状态选择数据库的原理示意图；
图8是本发明实施例中调度控制器通知变更控制器修复故障数据库的原理示意图；
图9是本发明实施例中关系型数据库处理客户端的结构示意图；
图10是本发明实施例中关系型数据库处理服务器的结构示意图；
图11是本发明实施例中应用于系统的关系型数据库处理方法的流程示意图；
图12是本发明实施例中应用于客户端的关系型数据库处理方法的流程示意图；
图13是本发明实施例中应用于服务器的关系型数据库处理方法的流程示意图。
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，都属于本发明保护的范围。
发明人发现现有数据库处理方案及其存在的技术问题：
1、MHA方案：开源的MySQL高可用程序，定时监测主库，当主库出现故障时，它会从宕机崩溃的主库保存二进制日志事件(binlog)，并将最新的从库切换成新的主库，并重定向其它的从库到这个新的主库。该方案的优点是在尽可能保证数据的一致性的情况下，实现快速主从切换(1-30s)，不过需要最少3台服务器，缺点在某些极端情况下可能丢失部分数据。
2、共享存储方案：常用高可用方案，靠复制底层存储实现数据的一致性，优点是数据安全性和一致性比较有保障，实现相对容易，缺点通常需要配合SAN高速存储硬件，成本较高。
3、双主热备方案：两台MySQL互为主从关系，然后在每个节点安装Keepalived并配置同一个虚拟IP。然后只要当其中的一台数据库发生故障，Keepalived会自动切换虚拟IP到另外一台来实现高可用。该方案的缺点是做不到MySQL复制中的Slave-SQL、Slave-IO进程等的检查。
由于发明人发现上述技术问题，因此提出一种关系型数据库处理方案，该方案涉及容器技术，服务网络监控及远程数据服务领域，其为一种金融云平台上基于容器的有状态高可用MySQL远程数据服务的设计。该方案的目标是实现数据库服务的高可用性，即在单个数据库实例、单个物理主机的操作系统、网络连接、硬件设备等发生故障时，仍然可以提供数据库服务。故障处理要保障以下几个原则：(1)数据库访问路径不变，对上层应用保持透明；(2)尽可能保证数据一致性；(3)故障转移时间尽量缩短，降低对应用的影响。下面对该关系型数据库处理方案进行详细介绍。
图1是本发明实施例中关系型数据库处理系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：代理单元100、数据库集群200、服务总控单元300、调度控制器400和变更控制器500；服务总控单元包括：领导者服务总控单元301和至少一个跟从者服务总控单元302；数据库集群包括：主数据库201、从数据库202和可切主从数据库203；其中：
数据库集群200中主数据库201与从数据库202之间，以及主数据库201与可切主从数据库203之间均通过半同步方式进行数据同步；每一数据库均部署有客户端20，所述客户端用于监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元；
每一服务总控单元中均部署有服务器30，所述服务器用于接收所有数据库的当前数据库状态，接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；被选为领导者服务总控单元301的服务器还用于在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令，将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
调度控制器400，用于从领导者服务总控单元中获取所有数据库的当前数据库状态，在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的故障修复策略，生成故障修复命令，将所述故障修复命令发送至变更控制器；
变更控制器500，用于根据数据库切换命令，执行数据库切换操作；根据故障修复命令，执行数据库故障修复操作；在完成数据库切换操作或数据库故障修复操作后，向每一服务总控单元反馈更新后的所有数据库的当前数据库状态；
代理单元100，用于在接收到外部应用对数据库的访问请求时，根据从领导者服务总控单元中获取的所有数据库的当前数据库状态，将访问请求切换至可用数据库。
与现有技术中的数据库处理方案相比较，本发明实施例提供的关系型数据库处理系统可以应用于MySQL数据处理，实现了数据库服务的高可用性。
下面结合附图2至图9，对本发明实施例中关系型数据库处理系统的结构及其原理进行详细介绍。
本发明实施例提供的关系型数据库处理系统采用了容器技术和开阳组件和Consul，主要分为五部分，分别为服务总控(服务总控单元)、高可用代理(代理单元)、数据库集群、调度控制器和变更执行器。下面对各个部分进行详细介绍。
一、首先，介绍代理单元(图2中的高可用代理)。
具体实施时，高可用代理：数据库实例对外访问代理服务，根据用户的配置来设置各个数据库实例单元外部访问策略。一主一备，不能部署在同一个节点上。每个实例都会定时从服务总控的领导者节点(领导者服务总控单元)来获取最新的数据库(Consul客户端)状态(当前数据库状态)，根据该状态连接可用数据库(可连接数据库)。
二、其次，介绍数据库集群。
具体实施时，一主多从的My SQL实例(实例是“内存”和“后台进程”的集合，数据库是数据的物理存储)，两两不可部署在同一节点上。主从数据库之间通过半同步(半同步复制master只要有至少一个slave确认提交了事务之后就返回。如果过了timeout也会fallback到异步模式)方式做数据同步，这样至少有一个从库和主库的修改是一致的，进一步保证数据库高可用，在后面的故障处理中我们会把可切主从数据库(Standby)角色分配给这个和主库(主数据库)完全同步的从库(从数据库)。每个数据库容器都安装了Consul(开源服务网络监控组件)客户端，定时和部署在服务总控上的Consul服务器同步容器的状态。
在一个实施例中，如图3所示，所述客户端具体可以用于：
以第一预设时间间隔循环执行第一预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；
以第二预设时间间隔，在确定探针检查失败的周期数超过第二预设周期数时，确定当前数据库状态为异常状态。
具体实施时，如图2和图3所示，服务总控上的Consul服务器提供查服务状态，数据库实例上的Consul客户端提供服务状态探测并更新服务状态到服务总控上。探测使用探针式检查方式，运行自定义检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行数据操作。探测检查事务逻辑可以如下所述：
1)连接指定数据库实例；
2)插入一条记录；
3)查询纪录；
4)删除记录。
具体实施时，如图3所示，探针检查事务中任意一个操作失败，都判定为探测检查失败。探测检查执行间隔为3秒(第一预设时间间隔)，服务状态判定周期为7次(第一预设周期数)探测检查操作。一个服务状态判定周期(例如图2中的20秒，第二预设时间间隔)内如果探测检查操作失败次数如果大于或等于4次(第二预设周期数)，就判定服务状态为失败。
具体实施时，上述客户端的服务状态检查的实施方案进一步提高了数据库服务的高可用性。
在一个实施例中，如图3所示，领导者服务总控单元的服务器具体可以用于在接收到异常状态时，发出故障补偿判定命令至客户端；
所述客户端还用于在接收到故障补偿判定命令时，以第三预设时间间隔循环执行第三预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；在确定探针检查失败的周期数不小于第四预设周期数时，确定当前数据库发生故障；将发生故障的判定结果反馈至服务总控单元的服务器。
具体实施时，如图2和图3所示，高可用服务总控每隔20秒(第二预设时间间隔)向服务总控查询数据库状态，如果数据库状态正常，就返回数据库正处于正常状态。如果数据库异常，就启用故障补偿判定逻辑。使用终端服务探测，探测服务状态。每隔1秒(第三预设时间间隔)探测一次，端口探测周期为3次(第三预设周期数)探测，如果探测操作失败次数大于或等于一次(第四预设周期数)，就判断故障发生。
具体实施时，上述服务器与客户端交互，进而实现客户端的故障判定方案进一步提高了数据库服务的高可用性。
在一个实施例中，所述客户端可以为：Consul客户端。
具体实施时，Consul是一个服务网格(微服务间的TCP/IP，负责服务之间的网络调用、限流、熔断和监控)解决方案，它是一个一个分布式的、高度可用的系统。
客户端为Consul客户端进一步提高了数据库服务的高可用性。
三、接着，介绍服务总控单元(图2中的服务总控)。
具体实施时，服务总控：由于Consul是基于Raft协议(比如，一台机器上的磁盘损坏，数据丢失，可以从另一台机器上的磁盘恢复(分布式系统会对数据做备份)还比如，集群中某些机器宕机，整个集群还可以对外提供服务)，所以为了保证服务切换组件的高可用状态配置了3个服务总控节点。他们最后会选举出一个领导者节点。每个领导者节点和跟从者节点都部署了Consul服务器，会定时登记每个数据库的健康检查信息(状态信息，例如数据库正常运行状态，数据库异常状态等)。除此以外，每个服务总控还能在数据库节点遇到故障时，发送命令让数据库执行主从切换等故障修复功能。
当外部应用访问数据库时，高可用代理通过查找数据库路由访问对应的数据库节点。服务总控通过API方式发布数据库集群拓扑(集群拓扑包含实例单元个数、实例单元ID和集群结构)，并通过拓扑规则管理，分配角色给每个实例单元，管理集群数据库复制关系。通过服务状态监测和故障判定，服务总控能够实时发现数据库节点故障并及时更新数据路由，隔离故障节点，按照故障保障规则(数据库集群故障切换策略)变换角色，修复数据库复制关系。
数据库集群角色分为主备多从，结构角色分为主库，可切主和从库。角色变换规则(故障保障规则)如下：
a)当主库被隔离，只有可切主从库有权获取主库角色，获取条件是该节点运行正常且数据复制延迟为0。
b)当可切主从库被隔离，只有从库有权获取可切主从库角色，获取条件是自身节点运行正常，数据复制延迟为0。
c)当从库被隔离，无替换角色策略。
具体实施时，领导者服务总控单元根据故障保障规则(数据库集群故障切换策略)，生成数据库切换命令(详见下面变更控制器执行的命令)，将所述数据库切换命令发送至变更控制器。
具体实施时，跟从者服务总控单元302用于在领导者服务总控单元301发生故障时替代领导者服务总控单元301工作，保证数据库的高可用性。
在一个实施例中，所述服务器可以为Consul服务器。
具体实施时，服务器为Consul服务器进一步提高了数据库服务的高可用性。
四、接着，介绍调度控制器。
具体实施时，定时运行的高可用实例监控管理组件，发现高可用实例异常时能够根据各种异常情况执行不同的措施(预配置的故障修复策略)，来自动拉起或者恢复实例，比如VPC漂移或者重启等，具体可以将生成的故障修复命令发送给变更控制器，让变更控制器来执行数据库故障修复操作。与现有技术相比较，本实施例能够实现自动拉起故障数据的步骤，在拉起时会执行一个检查修复脚本，例如能够检查并修复Slave_SQL_Running和Slave_IO_Running。
五、接着，介绍变更控制器。
具体实施时，变更控制器持有各个实例的网络拓扑结构信息(服务总控单元发来数据库切换命令中可以携带该拓扑结构信息)，根据故障等类型远程调用各种系统脚本，来执行服务总控和调度控制器发起的任务。
在一个实施例中，所述变更控制器具体可以用于：
在主数据库发生故障且可切主从数据库符合预设条件时，将可切主从数据库切换为主数据库；
在可切主从数据库发生故障且从数据库符合预设条件时，将从数据库切换为可切主从数据库。
具体实施时，上述变更控制器的实施方案(上述角色变换规则)进一步提高了数据处理的高可用性。
六、接着，介绍本发明实施例提供的数据库处理系统部署优选方案进行介绍。
在一个实施例中，所述代理单元可以包括：主代理单元和至少一个用于在主代理单元发生故障时替代主代理单元工作的备用代理单元；
所述变更控制器可以包括：主变更控制器和至少一个用于在主变更控制器发生故障时替代主变更控制器工作的备用变更控制器；
所述调度控制器可以包括：主调度控制器和至少一个用于在主调度控制器发生故障时替代调度控制器工作的备用调度控制器；
所述跟从者服务总控单元的数目可以为二个。
具体实施时，上述各个部件数目的设计不过多节省成本，同时，可以保证数据库处理系统的高可用性。
具体实施时，如图4(可以为云数据服务平台的部署示意图)所示，其中服务1就是一个高可用数据服务，为了实现高可用，它的8个数据库容器被分布到3个物理节点上：
Node-2(节点2)：数据库-0、服务总控-1、高可用代理-1；
Node-3：数据库-1、服务总控-0、高可用代理-0；
Node-4：数据库-2、服务总控-2。
最理想的情况下，八个数据库容器被分配到8个节点(物理节点)上是安全性最高的部署方案。调度控制器和变更控制器这两个管理组件则被分别部署到了独立的节点，这样能达到性能最优且保证了平台(关系型数据库处理系统平台)管理组件的独立性。
综上所述，本发明实施例提供的关系型数据库处理系统主要是通过创建一主多从的数据库实例，每个从库都会使用MySQL自带的半同步和主库做数据同步，这样又不会太影响主库的性能又能及时的把主库的变化都同步到从库中去。同时，又通过Consul服务网络架构(服务器端和客户端)来实时监听并同步这些数据库的状态，以便于及时发现故障并进行主从切换。而上层的代理层既能做到实时去获取最新的主库还能根据用户的配置跳转访问到其它数据库上实现一写多读的场景，实现了数据库服务的高可用性。
七、为了便于理解本发明如何实施，下面再结合附图5至图8举例进行说明。
经过发明人大量实验验证，在使用上述关系型数据库处理系统后，整个数据服务平台可达到99.9％的高可用，下面将以主库网络失联为例详细说明服务层高可用架构是如何自动切换主库的：
第一步：如图5所示，首先主库(数据库-1)失联后，不再向服务总控发送任何信息。
第二步：如图6所示，服务总控在规定时间内没能得到主库的正常反馈或者得到了异常反馈后，会将其状态标为异常，之后会从数据库集群寻找可切主角色的从库。这个示例中，数据库-2的同步延迟为0，所以它是可切主从库，服务总控会通知变更控制器把它变成主库。然后，将另外一个从库数据库-0的主库指向到数据库-2并开始半同步。这里需要注意的是：所有的服务总控实例都会收到这个最新数据状态信息，但是只有领导者角色的服务总控实例会执行这个切换操作，切换成功会将最新的数据库状态信息又会同步到所有的服务总控实例上。
第三步：如图7所示，之后高可用代理会从服务总控领导者(领导者服务总控单元)那获得最新的数据库实例网络拓扑路由信息。
第四步：如图8所示，调度控制器发现有一个数据库集群有正常运行的主从库，但是另外一个数据库状态为异常，通知变更控制器重启该数据库所在容器，启动成功后，将其角色变为从库并建立半同步连接。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种关系型数据库处理客户端，如下面的实施例所述。由于关系型数据库处理客户端解决问题的原理与关系型数据库处理系统相似，因此关系型数据库处理客户端的实施可以参见关系型数据库处理系统的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图9是本发明实施例中关系型数据库处理客户端的结构示意图，如图9所示，该客户端包括：
监控单元21，用于监控当前数据库状态；
第一发送单元22，用于将当前数据库状态发送至服务总控单元。
在一个实施例中，上述监控单元具体可以用于：
以第一预设时间间隔循环执行第一预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；
以第二预设时间间隔，在确定探针检查失败的周期数超过第二预设周期数时，确定当前数据库状态为异常状态。
在一个实施例中，上述关系型数据库处理客户端还可以包括：
第一接收单元，用于接收接收到故障补偿判定命令；
检测单元，用于在接收到故障补偿判定命令时，以第三预设时间间隔循环执行第三预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；
确定单元，用于确定探针检查失败的周期数；
故障确定单元，用于在确定探针检查失败的周期数不小于第四预设周期数时，确定当前数据库发生故障；
上述第一发送单元还可以用于将发生故障的判定结果反馈至服务总控单元的服务器。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种关系型数据库处理服务器，如下面的实施例所述。由于关系型数据库处理服务器解决问题的原理与关系型数据库处理系统相似，因此关系型数据库处理服务器的实施可以参见关系型数据库处理系统的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图10是本发明实施例中关系型数据库处理服务器的结构示意图，如图10所示，该服务器包括：
第二接收单元31，用于接收所有数据库的当前数据库状态；接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；
切换命令生成单元32，用于在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令；
第二发送单元33，用于将所述数据库切换命令发送至变更控制器。
在一个实施例中，上述关系型数据库处理服务器还可以包括：
上述第二接收单元还可以用于接收异常状态；
上述第二发送单元还可以用于：在接收到异常状态时，发出故障补偿判定命令至客户端。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种关系型数据库处理方法，应用于系统，如下面的实施例所述。由于关系型数据库处理方法解决问题的原理与关系型数据库处理系统相似，因此关系型数据库处理方法的实施可以参见关系型数据库处理系统的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图11是本发明实施例中应用于系统的关系型数据库处理方法的流程示意图，如图11所示，该方法包括如下步骤：
步骤701：数据库集群中主数据库与从数据库之间，以及主数据库与可切主从数据库之间均通过半同步方式进行数据同步；每一数据库均部署的客户端监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元；
步骤702：每一服务总控单元中部署的服务器接收所有数据库的当前数据库状态，被选为领导者服务总控单元的服务器还在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令，将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
步骤703：调度控制器从领导者服务总控单元中获取所有数据库的当前数据库状态，在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的故障修复策略，生成故障修复命令，将所述故障修复命令发送至变更控制器；
步骤704：变更控制器根据数据库切换命令，执行数据库切换操作；根据故障修复命令，执行数据库故障修复操作；在完成数据库切换操作或数据库故障修复操作后，向每一服务总控单元反馈更新后的所有数据库的当前数据库状态；
步骤705：每一服务总控单元中部署的服务器接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；
步骤706：代理单元在接收到外部应用对数据库的访问请求时，根据从领导者服务总控单元中获取的所有数据库的当前数据库状态，将访问请求切换至可用数据库。
在一个实施例中，每一数据库均部署的客户端监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元，可以包括：
以第一预设时间间隔循环执行第一预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；
以第二预设时间间隔，在确定探针检查失败的周期数超过第二预设周期数时，确定当前数据库状态为异常状态。
在一个实施例中，上述关系型数据库处理方法还可以包括：
领导者服务总控单元的服务器在接收到异常状态时，发出故障补偿判定命令至客户端；
客户端在接收到故障补偿判定命令时，以第三预设时间间隔循环执行第三预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；在确定探针检查失败的周期数不小于第四预设周期数时，确定当前数据库发生故障；将发生故障的判定结果反馈至服务总控单元的服务器。
在一个实施例中，变更控制器根据数据库切换命令，执行数据库切换操作，可以包括：
在主数据库发生故障且可切主从数据库符合预设条件时，将可切主从数据库切换为主数据库；
在可切主从数据库发生故障且从数据库符合预设条件时，将从数据库切换为可切主从数据库。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种关系型数据库处理方法，应用于客户端，如下面的实施例所述。由于关系型数据库处理方法解决问题的原理与关系型数据库处理系统相似，因此关系型数据库处理方法的实施可以参见关系型数据库处理系统的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图12是本发明实施例中应用于客户端的关系型数据库处理方法的流程示意图，如图12所示，该方法包括如下步骤：
步骤801：监控当前数据库状态；
步骤802：将当前数据库状态发送至服务总控单元。
在一个实施例中，上述监控当前数据库状态可以包括：
以第一预设时间间隔循环执行第一预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；
以第二预设时间间隔，在确定探针检查失败的周期数超过第二预设周期数时，确定当前数据库状态为异常状态。
在一个实施例中，上述关系型数据库处理方法还可以包括：
在接收到故障补偿判定命令时，以第三预设时间间隔循环执行第三预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；
确定探针检查失败的周期数；
在确定探针检查失败的周期数不小于第四预设周期数时，确定当前数据库发生故障；
将发生故障的判定结果反馈至服务总控单元的服务器。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种关系型数据库处理方法，应用于服务器，如下面的实施例所述。由于关系型数据库处理方法解决问题的原理与关系型数据库处理系统相似，因此关系型数据库处理方法的实施可以参见关系型数据库处理系统的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图13是本发明实施例中应用于服务器的关系型数据库处理方法的流程示意图，如图13所示，该方法包括如下步骤：
步骤901：接收所有数据库的当前数据库状态；
步骤902：在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令；
步骤903：将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
步骤904：接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态。
在一个实施例中，上述关系型数据库处理方法还可以包括：
接收异常状态；
在接收到异常状态时，发出故障补偿判定命令至客户端。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述关系型数据库处理方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述关系型数据库处理方法的计算机程序。
本发明实施例提供技术方案的有益技术效果是：实现了数据库服务的高可用性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种关系型数据库处理系统，其特征在于，包括：代理单元、数据库集群、服务总控单元、调度控制器和变更控制器；服务总控单元包括：领导者服务总控单元和至少一个跟从者服务总控单元；数据库集群包括：主数据库、从数据库和可切主从数据库；其中：
数据库集群中主数据库与从数据库之间，以及主数据库与可切主从数据库之间均通过半同步方式进行数据同步；每一数据库均部署有客户端，所述客户端用于监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元；
每一服务总控单元中均部署有服务器，所述服务器用于接收所有数据库的当前数据库状态，接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；被选为领导者服务总控单元的服务器还用于在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令，将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
调度控制器，用于从领导者服务总控单元中获取所有数据库的当前数据库状态，在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的故障修复策略，生成故障修复命令，将所述故障修复命令发送至变更控制器；
变更控制器，用于根据数据库切换命令，执行数据库切换操作；根据故障修复命令，执行数据库故障修复操作；在完成数据库切换操作或数据库故障修复操作后，向每一服务总控单元反馈更新后的所有数据库的当前数据库状态；
代理单元，用于在接收到外部应用对数据库的访问请求时，根据从领导者服务总控单元中获取的所有数据库的当前数据库状态，将访问请求切换至可用数据库。
2.如权利要求1所述的关系型数据库处理系统，其特征在于，所述客户端具体用于：
以第一预设时间间隔循环执行第一预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；
以第二预设时间间隔，在确定探针检查失败的周期数超过第二预设周期数时，确定当前数据库状态为异常状态。
3.如权利要求2所述的关系型数据库处理系统，其特征在于，领导者服务总控单元的服务器具体用于在接收到异常状态时，发出故障补偿判定命令至客户端；
所述客户端还用于在接收到故障补偿判定命令时，以第三预设时间间隔循环执行第三预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；在确定探针检查失败的周期数不小于第四预设周期数时，确定当前数据库发生故障；将发生故障的判定结果反馈至服务总控单元的服务器。
4.如权利要求1所述的关系型数据库处理系统，其特征在于，所述变更控制器具体用于：
在主数据库发生故障且可切主从数据库符合预设条件时，将可切主从数据库切换为主数据库；
在可切主从数据库发生故障且从数据库符合预设条件时，将从数据库切换为可切主从数据库。
5.如权利要求1所述的关系型数据库处理系统，其特征在于，所述客户端为：Consul客户端；所述服务器为Consul服务器。
6.如权利要求1所述的关系型数据库处理系统，其特征在于：
所述代理单元包括：主代理单元和至少一个用于在主代理单元发生故障时替代主代理单元工作的备用代理单元；
所述变更控制器包括：主变更控制器和至少一个用于在主变更控制器发生故障时替代主变更控制器工作的备用变更控制器；
所述调度控制器包括：主调度控制器和至少一个用于在主调度控制器发生故障时替代调度控制器工作的备用调度控制器；
所述跟从者服务总控单元的数目为二个。
7.一种关系型数据库处理客户端，其特征在于，包括：
监控单元，用于监控当前数据库状态；
第一发送单元，用于将当前数据库状态发送至服务总控单元。
8.一种关系型数据库处理服务器，其特征在于，包括：
第二接收单元，用于接收所有数据库的当前数据库状态；接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；
切换命令生成单元，用于在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令；
第二发送单元，用于将所述数据库切换命令发送至变更控制器。
9.一种关系型数据库处理方法，应用于系统，其特征在于，包括：
数据库集群中主数据库与从数据库之间，以及主数据库与可切主从数据库之间均通过半同步方式进行数据同步；每一数据库均部署的客户端监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元；
每一服务总控单元中部署的服务器接收所有数据库的当前数据库状态，被选为领导者服务总控单元的服务器还在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令，将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
调度控制器从领导者服务总控单元中获取所有数据库的当前数据库状态，在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的故障修复策略，生成故障修复命令，将所述故障修复命令发送至变更控制器；
变更控制器根据数据库切换命令，执行数据库切换操作；根据故障修复命令，执行数据库故障修复操作；在完成数据库切换操作或数据库故障修复操作后，向每一服务总控单元反馈更新后的所有数据库的当前数据库状态；
每一服务总控单元中部署的服务器接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态；
代理单元在接收到外部应用对数据库的访问请求时，根据从领导者服务总控单元中获取的所有数据库的当前数据库状态，将访问请求切换至可用数据库。
10.如权利要求9所述的关系型数据库处理方法，其特征在于，每一数据库均部署的客户端监控当前数据库状态，将当前数据库状态发送至服务总控单元，包括：
以第一预设时间间隔循环执行第一预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；
以第二预设时间间隔，在确定探针检查失败的周期数超过第二预设周期数时，确定当前数据库状态为异常状态。
11.如权利要求10所述的关系型数据库处理方法，其特征在于，还包括：
领导者服务总控单元的服务器在接收到异常状态时，发出故障补偿判定命令至客户端；
客户端在接收到故障补偿判定命令时，以第三预设时间间隔循环执行第三预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；在确定探针检查失败的周期数不小于第四预设周期数时，确定当前数据库发生故障；将发生故障的判定结果反馈至服务总控单元的服务器。
12.如权利要求10所述的关系型数据库处理方法，其特征在于，变更控制器根据数据库切换命令，执行数据库切换操作，包括：
在主数据库发生故障且可切主从数据库符合预设条件时，将可切主从数据库切换为主数据库；
在可切主从数据库发生故障且从数据库符合预设条件时，将从数据库切换为可切主从数据库。
13.一种关系型数据库处理方法，应用于客户端，其特征在于，包括：
监控当前数据库状态；
将当前数据库状态发送至服务总控单元。
14.如权利要求13所述的关系型数据库处理方法，其特征在于，监控当前数据库状态，包括：
以第一预设时间间隔循环执行第一预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；确定探针检查失败的周期数；
以第二预设时间间隔，在确定探针检查失败的周期数超过第二预设周期数时，确定当前数据库状态为异常状态。
15.如权利要求14所述的关系型数据库处理方法，其特征在于，还包括：
在接收到故障补偿判定命令时，以第三预设时间间隔循环执行第三预设周期数的探针式检查操作，每一周期均执行如下操作：运行预设检查脚本，模拟客户端访问数据库，并进行预设数据操作；
确定探针检查失败的周期数；
在确定探针检查失败的周期数不小于第四预设周期数时，确定当前数据库发生故障；
将发生故障的判定结果反馈至服务总控单元的服务器。
16.一种关系型数据库处理方法，应用于服务器，其特征在于，包括：
接收所有数据库的当前数据库状态；
在根据当前数据库状态判断任一数据库发生故障时，根据预配置的数据库集群故障切换策略，生成数据库切换命令；
将所述数据库切换命令发送至变更控制器；
接收根据数据库切换命令或故障修复命令反馈的更新后的所有数据库的当前数据库状态。
17.如权利要求16所述的关系型数据库处理方法，其特征在于，还包括：
接收到异常状态；
在接收到异常状态时，发出故障补偿判定命令至客户端。
18.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求9至17任一所述方法。
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求9至17任一所述方法的计算机程序。
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