CN111949656A - 一种基于b+树的多并发数据配对校验的实现方法及系统 - Google Patents

一种基于b+树的多并发数据配对校验的实现方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法及系统，所述方法：S1.获取待校验KV对数据集，依次在B+树结构的每个叶子节点进行待校验KV对数据集中KV对的并发查询匹配校验；所述并发查询数量为每个叶子节点未匹配的元素数量；S2.根据并发查询匹配校验的结果，获取待校验KV对数据集中未查找到的KV对，确定每个叶子节点的待插入KV对及其数量；S3.依次对每个叶子节点按照对应的待插入KV对数量并发插入；所述并发插入数量为每个叶子节点待插入的元素数量。本发明实现在一个任务中一次并发B+树中一个叶子节点的所有KV对数据来完成待校验KV对数据集中几十甚至上百个KV对数据的配对校验，提高校验的高效性。

Description

一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法及系统
技术领域
本发明属于存储数据校验技术领域，具体涉及一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法及系统。
背景技术
B+树：B+树是一种树数据结构，是一个n叉树，每个节点通常有多个孩子，一棵B+树包含根节点、中间节点和叶子节点。B+树通常用于数据库和操作系统的文件系统中。B+树的特点是能够保持数据稳定有序，其插入与修改拥有较稳定的对数时间复杂度。
kv对：key-value键值对。
一棵B+树中通常会包含根节点、中间节点和叶子节点，叶子节点中会存储真实的数据(kv对)，当前我们系统中对某B+树的kv对数据进行配对校验时采用了多任务的单个kv数据串行校验的方式，即在某个配对校验任务中，一次仅对该B+树kv对中的一对kv数据进行查找校验，由于查找校验等函数均为异步方式，因此需要等待其回调函数完成后才可进行下一kv对数据的处理，因为当前系统设计的B+树的每个叶子节点中的kv数量为几十或上百个kv对数据，这样遍历一个叶子节点中的所有kv对就需要几十或上百次的异步等待时间，该任务在等待某次回调函数完成期间无法做其他事情，这种单个kv数据串行校验方式的效率非常低。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法及系统，是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的上述单个kv数据串行校验方式的效率非常低的缺陷，本发明提供一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法及系统，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法，包括如下步骤：
S1.获取待校验KV对数据集，依次在B+树结构的每个叶子节点进行待校验KV对数据集中KV对的并发查询匹配校验；所述并发查询数量为每个叶子节点未匹配的元素数量；
S2.根据并发查询匹配校验的结果，获取待校验KV对数据集中未查找到的KV对，确定每个叶子节点的待插入KV对及其数量；
S3.依次对每个叶子节点按照对应的待插入KV对数量并发插入；所述并发插入数量为每个叶子节点待插入的元素数量。
进一步地，步骤S1具体步骤如下：
S11.获取待校验KV对数据集；
S12.定位到B+树的第一个叶子节点；
S13.获取定位叶子节点的元素数量，以定位叶子节点元素数量为并发查询数量；
S14.在定位叶子节点对待校验KV对数据集中数据按照并发查询数量进行并发查询校验；
若KV对匹配校验成功，则定位叶子节点中匹配成功的KV对下次不进行查询，该定位叶子节点的并发查询数量为定位叶子节点的元素数量减去匹配校验成功的KV对数量，进入步骤S15；
若KV对匹配校验失败，进入步骤S15；
S15.判断待校验KV对数据集中KV对是否在定位叶子节点匹配校验完毕；
若是，进入步骤S2；
若否，返回步骤S14。以定位叶子节点未匹配校验的KV对数量作为并发查询数量，而已经匹配的KV对无需再与待校验KV对数据集进行比较，因此并发查询数量要减少。
进一步，步骤S2具体步骤如下：
S21.获取待校验数据集中在定位叶子节点未匹配校验成功的KV对；
S22.按照B+树结构特点从未匹配校验成功的KV对中选出需要插入定位叶子节点的KV对，设定为待插入KV对，并确定其数量。
进一步地，步骤S22中，按照定位叶子节点的最小元素和最大元素确定出未匹配成功的KV对中需要插入定位叶子节点KV对。B+树中，各个叶子节点之间KV对按照大小顺序排列，一个叶子节点中KV对按照大小顺序排列。
进一步地，步骤S3具体步骤如下：
S31.定位到B+树的第一个叶子节点；
S32.获取定位叶子节点的待插入KV对数量，以定位叶子节点待插入KV对数量为并发插入数量进行KV对插入；
若KV对插入操作成功，则定位叶子节点的并发插入数量为待插入元素数量减去插入成功的KV对数量，进入步骤S33；
若KV对插入操作失败，进入步骤S33；
S33.判断定位叶子节点的待插入KV对是否插入完毕；
若是，进入步骤S34；
若否，返回步骤S32；
S34.判断是否所有叶子节点的KV对匹配校验完毕；
若是，结束；
若否，定位下一个叶子节点，返回步骤S13。以定位叶子节点未插入的KV对数量作为并发插入数量，而已经插入的KV对无需再进行插入操作，因此并发插入数量要减少。
第二方面，本发明提供一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现系统，包括：
KV对并发查询模块，用于获取待校验KV对数据集，依次在B+树结构的每个叶子节点进行待校验KV对数据集中KV对的并发查询匹配校验；所述并发查询数量为每个叶子节点未匹配的元素数量；
待插入KV对确定模块，用于根据并发查询匹配校验的结果，获取待校验KV对数据集中未查找到的KV对，确定每个叶子节点的待插入KV对及其数量；
KV对并发插入模块，用于依次对每个叶子节点按照对应的待插入KV对数量并发插入；所述并发插入数量为每个叶子节点待插入的元素数量。
进一步地，KV对并发查询模块包括：
待校验KV对数据集获取单元，用于获取待校验KV对数据集；
第一叶子节点定位单元，用于定位到B+树的第一个叶子节点；
并发查询数量设定单元，用于获取定位叶节点的元素数量，以定位叶子节点元素数量为并发查询数量；
并发查询单元，用于在定位叶子节点对待校验KV对数据集中数据按照并发查询数量进行并发查询校验；
并发查询数量减少单元，用于KV对匹配校验成功时，设定定位叶子节点中匹配成功的KV对下次不进行查询，该定位叶子节点的并发查询数量为定位叶子节点的元素数量减去匹配校验成功的KV对数量；
KV对数据集校验判断单元，用于判断待校验KV对数据集中KV对是否在定位叶子节点匹配校验完毕。
进一步地，待插入KV对确定模块包括：
未匹配成功KV对获取单元，用于获取待校验数据集中在定位叶子节点未匹配校验成功的KV对；
待插入KV对确定单元，用于按照B+树结构特点从未匹配校验成功的KV对中选出需要插入定位叶子节点的KV对，设定为待插入KV对，并确定其数量。
进一步地，待插入KV对确定单元中，按照定位叶子节点的最小元素和最大元素确定出未匹配成功的KV对中需要插入定位叶子节点KV对。
进一步地，KV对并发插入模(3)包括：
第二叶子节点定位单元，用于定位到B+树的第一个叶子节点；
并发插入单元，用于获取定位叶子节点的待插入KV对数量，以定位叶子节点待插入KV对数量为并发插入数量进行KV对插入；
并发插入减少单元，用于KV对插入操作成功时，设定定位叶子节点的并发插入数量为待插入元素数量减去插入成功的KV对数量；
待插入KV对判断单元，用于判断定位叶子节点的待插入KV对是否插入完毕；
叶子节点KV对判断单元，用于判断是否所有叶子节点的KV对匹配校验完毕；
第三叶子节点定位单元，用于存在叶子节点的KV对未匹配时，定位下一个叶子节点。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法及系统，实现在一个任务中一次并发B+树中一个叶子节点的所有KV对数据来完成待校验KV对数据集中几十甚至上百个KV对数据的配对校验，提高校验的高效性。
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。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
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是本发明的方法流程示意图一；
图2是本发明的方法流程示意图二；
图3是本发明的系统示意图；
图中，1-KV对并发查询模块；1.1-待校验KV对数据集获取单元；1.2-第一叶子节点定位单元；1.3-并发查询数量设定单元；1.4-并发查询单元；1.5-并发查询数量减少单元；1.6-KV对数据集校验判断单元；2-待插入KV对确定模块；2.1-未匹配成功KV对获取单元；2.2-待插入KV对确定单元；3-KV对并发插入模块；3.1-第二叶子节点定位单元；3.2-并发插入单元；3.3-并发插入减少单元；3.4-待插入KV对判断单元；3.5-叶子节点KV对判断单元；3.6-第三叶子节点定位单元。
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。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法，包括如下步骤：
S1.获取待校验KV对数据集，依次在B+树结构的每个叶子节点进行待校验KV对数据集中KV对的并发查询匹配校验；所述并发查询数量为每个叶子节点未匹配的元素数量；
S2.根据并发查询匹配校验的结果，获取待校验KV对数据集中未查找到的KV对，确定每个叶子节点的待插入KV对及其数量；
S3.依次对每个叶子节点按照对应的待插入KV对数量并发插入；所述并发插入数量为每个叶子节点待插入的元素数量。
实施例2：
如图2所示，本发明提供一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法，包括如下步骤：
S1.获取待校验KV对数据集，依次在B+树结构的每个叶子节点进行待校验KV对数据集中KV对的并发查询匹配校验；所述并发查询数量为每个叶子节点未匹配的元素数量；具体步骤如下：
S11.获取待校验KV对数据集；
S12.定位到B+树的第一个叶子节点；
S13.获取定位叶子节点的元素数量，以定位叶子节点元素数量为并发查询数量；
S14.在定位叶子节点对待校验KV对数据集中数据按照并发查询数量进行并发查询校验；
若KV对匹配校验成功，则定位叶子节点中匹配成功的KV对下次不进行查询，该定位叶子节点的并发查询数量为定位叶子节点的元素数量减去匹配校验成功的KV对数量，进入步骤S15；
若KV对匹配校验失败，进入步骤S15；
S15.判断待校验KV对数据集中KV对是否在定位叶子节点匹配校验完毕；
若是，进入步骤S2；
若否，返回步骤S14。
S2.根据并发查询匹配校验的结果，获取待校验KV对数据集中未查找到的KV对，确定每个叶子节点的待插入KV对及其数量；具体步骤如下：
S21.获取待校验数据集中在定位叶子节点未匹配校验成功的KV对；
S22.按照B+树结构特点从未匹配校验成功的KV对中选出需要插入定位叶子节点的KV对，设定为待插入KV对，并确定其数量；按照定位叶子节点的最小元素和最大元素确定出未匹配成功的KV对中需要插入定位叶子节点KV对；
S3.依次对每个叶子节点按照对应的待插入KV对数量并发插入；所述并发插入数量为每个叶子节点待插入的元素数量；具体步骤如下：
S31.定位到B+树的第一个叶子节点；
S32.获取定位叶子节点的待插入KV对数量，以定位叶子节点待插入KV对数量为并发插入数量进行KV对插入；
若KV对插入操作成功，则定位叶子节点的并发插入数量为待插入元素数量减去插入成功的KV对数量，进入步骤S33；
若KV对插入操作失败，进入步骤S33；
S33.判断定位叶子节点的待插入KV对是否插入完毕；
若是，进入步骤S34；
若否，返回步骤S32；
S34.判断是否所有叶子节点的KV对匹配校验完毕；
若是，结束；
若否，定位下一个叶子节点，返回步骤S13。
实施例3：
如图3所示，本发明提供一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现系统，包括：
KV对并发查询模块1，用于获取待校验KV对数据集，依次在B+树结构的每个叶子节点进行待校验KV对数据集中KV对的并发查询匹配校验；所述并发查询数量为每个叶子节点未匹配的元素数量；KV对并发查询模块1包括：
待校验KV对数据集获取单元1.1，用于获取待校验KV对数据集；
第一叶子节点定位单元1.2，用于定位到B+树的第一个叶子节点；
并发查询数量设定单元1.3，用于获取定位叶节点的元素数量，以定位叶子节点元素数量为并发查询数量；
并发查询单元1.4，用于在定位叶子节点对待校验KV对数据集中数据按照并发查询数量进行并发查询校验；
并发查询数量减少单元1.5，用于KV对匹配校验成功时，设定定位叶子节点中匹配成功的KV对下次不进行查询，该定位叶子节点的并发查询数量为定位叶子节点的元素数量减去匹配校验成功的KV对数量；
KV对数据集校验判断单元1.6，用于判断待校验KV对数据集中KV对是否在定位叶子节点匹配校验完毕；
待插入KV对确定模块2，用于根据并发查询匹配校验的结果，获取待校验KV对数据集中未查找到的KV对，确定每个叶子节点的待插入KV对及其数量；待插入KV对确定模块2包括：
未匹配成功KV对获取单元2.1，用于获取待校验数据集中在定位叶子节点未匹配校验成功的KV对；
待插入KV对确定单元2.2，用于按照B+树结构特点从未匹配校验成功的KV对中选出需要插入定位叶子节点的KV对，设定为待插入KV对，并确定其数量；按照定位叶子节点的最小元素和最大元素确定出未匹配成功的KV对中需要插入定位叶子节点KV对；
KV对并发插入模块3，用于依次对每个叶子节点按照对应的待插入KV对数量并发插入；所述并发插入数量为每个叶子节点待插入的元素数量；KV对并发插入模块3包括：
第二叶子节点定位单元3.1，用于定位到B+树的第一个叶子节点；
并发插入单元3.2，用于获取定位叶子节点的待插入KV对数量，以定位叶子节点待插入KV对数量为并发插入数量进行KV对插入；
并发插入减少单元3.3，用于KV对插入操作成功时，设定定位叶子节点的并发插入数量为待插入元素数量减去插入成功的KV对数量；
待插入KV对判断单元3.4，用于判断定位叶子节点的待插入KV对是否插入完毕；
叶子节点KV对判断单元3.5，用于判断是否所有叶子节点的KV对匹配校验完毕；
第三叶子节点定位单元3.6，用于存在叶子节点的KV对未匹配时，定位下一个叶子节点。
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 (10)

1.一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.获取待校验KV对数据集，依次在B+树结构的每个叶子节点进行待校验KV对数据集中KV对的并发查询匹配校验；所述并发查询数量为每个叶子节点未匹配的元素数量；
S2.根据并发查询匹配校验的结果，获取待校验KV对数据集中未查找到的KV对，确定每个叶子节点的待插入KV对及其数量；
S3.依次对每个叶子节点按照对应的待插入KV对数量并发插入；所述并发插入数量为每个叶子节点待插入的元素数量。
2.如权利要求1所述的基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法，其特征在于，步骤S1具体步骤如下：
S11.获取待校验KV对数据集；
S12.定位到B+树的第一个叶子节点；
S13.获取定位叶子节点的元素数量，以定位叶子节点元素数量为并发查询数量；
S14.在定位叶子节点对待校验KV对数据集中数据按照并发查询数量进行并发查询校验；
若KV对匹配校验成功，则定位叶子节点中匹配成功的KV对下次不进行查询，该定位叶子节点的并发查询数量为定位叶子节点的元素数量减去匹配校验成功的KV对数量，进入步骤S15；
若KV对匹配校验失败，进入步骤S15；
S15.判断待校验KV对数据集中KV对是否在定位叶子节点匹配校验完毕；
若是，进入步骤S2；
若否，返回步骤S14。
3.如权利要求2所述的基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法，其特征在于，步骤S2具体步骤如下：
S21.获取待校验数据集中在定位叶子节点未匹配校验成功的KV对；
S22.按照B+树结构特点从未匹配校验成功的KV对中选出需要插入定位叶子节点的KV对，设定为待插入KV对，并确定其数量。
4.如权利要求3所述的基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法，其特征在于，步骤S22中，按照定位叶子节点的最小元素和最大元素确定出未匹配成功的KV对中需要插入定位叶子节点KV对。
5.如权利要求3所述的基于B+树的多并发数据配对校验的实现方法，其特征在于，步骤S3具体步骤如下：
S31.定位到B+树的第一个叶子节点；
S32.获取定位叶子节点的待插入KV对数量，以定位叶子节点待插入KV对数量为并发插入数量进行KV对插入；
若KV对插入操作成功，则定位叶子节点的并发插入数量为待插入元素数量减去插入成功的KV对数量，进入步骤S33；
若KV对插入操作失败，进入步骤S33；
S33.判断定位叶子节点的待插入KV对是否插入完毕；
若是，进入步骤S34；
若否，返回步骤S32；
S34.判断是否所有叶子节点的KV对匹配校验完毕；
若是，结束；
若否，定位下一个叶子节点，返回步骤S13。
6.一种基于B+树的多并发数据配对校验的实现系统，其特征在于，包括
KV对并发查询模块(1)，用于获取待校验KV对数据集，依次在B+树结构的每个叶子节点进行待校验KV对数据集中KV对的并发查询匹配校验；所述并发查询数量为每个叶子节点未匹配的元素数量；
待插入KV对确定模块(2)，用于根据并发查询匹配校验的结果，获取待校验KV对数据集中未查找到的KV对，确定每个叶子节点的待插入KV对及其数量；
KV对并发插入模块(3)，用于依次对每个叶子节点按照对应的待插入KV对数量并发插入；所述并发插入数量为每个叶子节点待插入的元素数量。
7.如权利要求6所述的基于B+树的多并发数据配对校验的实现系统，其特征在于，KV对并发查询模块(1)包括：
待校验KV对数据集获取单元(1.1)，用于获取待校验KV对数据集；
第一叶子节点定位单元(1.2)，用于定位到B+树的第一个叶子节点；
并发查询数量设定单元(1.3)，用于获取定位叶节点的元素数量，以定位叶子节点元素数量为并发查询数量；
并发查询单元(1.4)，用于在定位叶子节点对待校验KV对数据集中数据按照并发查询数量进行并发查询校验；
并发查询数量减少单元(1.5)，用于KV对匹配校验成功时，设定定位叶子节点中匹配成功的KV对下次不进行查询，该定位叶子节点的并发查询数量为定位叶子节点的元素数量减去匹配校验成功的KV对数量；
KV对数据集校验判断单元(1.6)，用于判断待校验KV对数据集中KV对是否在定位叶子节点匹配校验完毕。
8.如权利要求7所述的基于B+树的多并发数据配对校验的实现系统，其特征在于，待插入KV对确定模块(2)包括：
未匹配成功KV对获取单元(2.1)，用于获取待校验数据集中在定位叶子节点未匹配校验成功的KV对；
待插入KV对确定单元(2.2)，用于按照B+树结构特点从未匹配校验成功的KV对中选出需要插入定位叶子节点的KV对，设定为待插入KV对，并确定其数量。
9.如权利要求8所述的基于B+树的多并发数据配对校验的实现系统，其特征在于，待插入KV对确定单元(2.2)中，按照定位叶子节点的最小元素和最大元素确定出未匹配成功的KV对中需要插入定位叶子节点KV对。
10.如权利要求8所述的基于B+树的多并发数据配对校验的实现系统，其特征在于，KV对并发插入模块(3)包括：
第二叶子节点定位单元(3.1)，用于定位到B+树的第一个叶子节点；
并发插入单元(3.2)，用于获取定位叶子节点的待插入KV对数量，以定位叶子节点待插入KV对数量为并发插入数量进行KV对插入；
并发插入减少单元(3.3)，用于KV对插入操作成功时，设定定位叶子节点的并发插入数量为待插入元素数量减去插入成功的KV对数量；
待插入KV对判断单元(3.4)，用于判断定位叶子节点的待插入KV对是否插入完毕；
叶子节点KV对判断单元(3.5)，用于判断是否所有叶子节点的KV对匹配校验完毕；
第三叶子节点定位单元(3.6)，用于存在叶子节点的KV对未匹配时，定位下一个叶子节点。
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