CN112153133B - 一种数据共享方法、设备以及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据共享方法，包括在每个节点执行以下步骤：用预设标记将第一队列和第二队列中的一个标记为当前队列，以使另一个作为非当前队列；利用当前队列接收每一个微服务组件待共享的数据；根据预设规则对当前队列中的数据进行筛选，并在将筛选后的数据同步到非当前队列后清空当前队列；将当前队列的预设标记转移到非当前队列，以使当前队列转换为非当前队列，以及使非当前队列转换为当前队列，并返回利用当前队列接收每一个微服务组件待共享的数据。本发明还公开了一种计算机设备以及可读存储介质。本发明提出的方案通过第一队列和第二队列来实现数据共享可以实现数据的可控，即可以根据实际需求删除部分数据，保留部分数据。

Description

一种数据共享方法、设备以及介质
技术领域
本发明涉及微服务领域，具体涉及一种数据共享方法、设备以及存储介质。
背景技术
基于微服务可以轻松地更新代码，提高各个研发小组的开发效率，服务组件自动扩缩容等优势，在人工智能开发平台架构时优先选择基于K8S的微服务架构。但是在使用过程中发现微服务模块之间无法更好的完成数据之间的共享(很少发生变化的数据)，比如Session信息，系统常用配置信息，用户基本信息等；业界常用的解决方案是引入一个共享中间件，比如Redis或Memcache，来存储需要共享的数据，并且根据一定的策略完成共享数据的及时更新。但是中间共享组件一般占用的系统资源较多，并且附加功能太多，在高可用情况下需要构建中间组件的高可用，维护成本太高。
发明内容
有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提出一种数据共享方法，包括在每个节点执行以下步骤：
用预设标记将第一队列和第二队列中的一个标记为当前队列，以使另一个作为非当前队列；
利用所述当前队列接收每一个微服务组件待共享的数据；
根据预设规则对所述当前队列中的数据进行筛选，并在将筛选后的数据同步到所述非当前队列后清空所述当前队列；
将所述当前队列的预设标记转移到所述非当前队列，以使所述当前队列转换为非当前队列，以及使所述非当前队列转换为当前队列，并返回利用所述当前队列接收每一个微服务组件待共享的数据。
在一些实施例中，还包括：
将所述当前队列中的数据同步到其他节点的当前队列中，并接收所述其他节点的当前队列发送的同步数据。
在一些实施例中，还包括：
响应于接收到微服务组件获取共享数据的请求，在所述当前队列中进行查询；
响应于所述当前队列中不存在请求的共享数据，在全局缓存表中确定需要共享所述请求的共享数据的微服务组件，以通知确定的所述微服务组件进行数据共享；
响应于所述确定的所述微服务组件共享数据成功，将对应的数据返回请求获取共享数据的微服务组件。
在一些实施例中，还包括：
响应于检测到发生预设事件或达到预设时长，基于内存快照将所述当前队列持久化到文件，并将所述文件落盘。
在一些实施例中，响应于检测到发生预设事件，基于内存快照将所述当前队列持久化到文件，进一步包括：
判断当前节点是否为唯一正常运行的节点；
响应于所述当前节点是唯一正常运行的节点，且检测到发生预设事件，则基于内存快照将所述当前队列持久化到文件。
在一些实施例中，还包括：
获取内存配置参数并根据所述内存配置参数确定所述第一队列和所述第二队列的长度；
获取持久化文件并根据所述初始化文件完成所述当前队列的数据初始化。
在一些实施例中，还包括：
响应于不存在所述持久化文件，获取全局缓存表；
根据所述全局缓存表中的配置获取每一个微服务需要共享的数据以从所述每一个微服务中获取对应的数据；
利用所述从每一个微服务中获取的数据完成所述当前队列的数据初始化。
在一些实施例中，还包括：
将完成数据初始化的当前队列中的数据同步到其他节点的当前队列中。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机设备，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述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程序时执行如上所述的任一种数据共享方法的步骤。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时执行如上所述的任一种数据共享方法的步骤。
本发明具有以下有益技术效果之一：本发明提出的方案实现了各个微服务之间的数据共享，相对于使用Redis或Memcache来存储需要共享的数据，通过第一队列和第二队列来实现数据共享可以实现数据的可控，即可以根据实际需求删除部分数据，保留部分数据。
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实施例。
图1为本发明的实施例提供的数据共享方法的流程示意图；
图2为本发明的实施例提供的数据共享方法的流程框图；
图3为本发明的实施例提供的共享数据维护组件的流程框图；
图4为本发明的实施例提供的计算机设备的结构示意图；
图5为本发明的实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种数据共享方法，如图1所示，其可以包括在每个节点执行步骤：
S1，用预设标记将第一队列和第二队列中的一个标记为当前队列，以使另一个作为非当前队列；
S2，利用所述当前队列接收每一个微服务组件待共享的数据；
S3，根据预设规则对所述当前队列中的数据进行筛选，并在将筛选后的数据同步到所述非当前队列后清空所述当前队列；
S4，将所述当前队列的预设标记转移到所述非当前队列，以使所述当前队列转换为非当前队列，以及使所述非当前队列转换为当前队列，并返回利用所述当前队列接收每一个微服务组件待共享的数据。
本发明提出的方案实现了各个微服务之间的数据共享，相对于使用Redis或Memcache来存储需要共享的数据，通过第一队列和第二队列来实现数据共享可以实现数据的可控，即可以根据实际需求删除部分数据，保留部分数据。
在一些实施例中，如图2所示，本发明提出的方案可以通过3个组件实现微服务之间的数据共享。三个组件可以分别是共享数据维护(share-data-manager，简称SDM，包括：共享数据结构体解析、共享数据的回收组件、共享数据写入、内存设置、内存动态扩容、数据恢复)；共享数据持久化(share-data-persistence，简称SDP，分为单机和高可用不同的处理策略；单机：在节点发生异常时通过Linux内存快照的方式完成PageCache中数据的落盘；高可用：高可用至少要三个节点，只有当三个节点全部出现异常时才会通过Linux内存快照的方式完成最后一个节点PageCache中数据的落盘)以及共享数据使用(share-data-client，简称SDC，主要包括共享数据的使用)。
其中，共享数据维护组件(SDM)主要是完成需要共享的数据的结构化处理，如图3所示，可以包括：
共享数据结构体解析：指定在PageCache中存储数据的结构体，包括key和数据信息(序列化后的数据)，并且使用hash算法按照key的哈希值进行存储；
共享数据回收组件：共享数据使用双队列进行维护，Q0和Q1，初始状态Q0和Q1都没有数据，并且可以标记当前可用队列为Q0，数据写入当前队列，根据LRU算法标记数据(队列的20％的数据)，共享回收组件定时完成Q0到Q1数据的复制，并且自动删除被标记的数据，然后清空Q0队列；Q0和Q1队列可以互相循环使用(同时只能有一个在使用)；队列中每个块的大小为4K；在进行队列替换时，可以直接将当前队列中的数据全部删除，也可以先将被标记的数据删除同时删除持久化文件中对应的数据后，在当前队列剩余的数据删除。而先将被标记的数据删除再删除剩余的数据，可以在进行数据恢复时，不会恢复被标记的数据。
共享数据写入：包括初始化写入和业务发生变化时的数据写入；初始化写入主要是在平台部署完成之后完成数据的一次性初始化，包括数据恢复功能；业务发生变化时的动态更新(如添加、删除、更新用户)需要快速完成缓存中数据的更新；
内存设置：配置共享组件可使用的物理内存大小，并且系统初始化完成之后完成内存信息的实际占用(防止内存被其他系统服务占用)，默认配置为128MB，可以修改；
内存动态扩容：包括内存修改完成之后的动态生效，并且保留已经缓存的数据不丢失、如果开启动态扩容则每次增加原有内存的0.25倍并且不能超过1GB(通过业务实际数据评估后的结果)；
数据恢复：使用持久化的文件快速完成已经缓存数据的恢复，并且在高可用环境下快速完成各个管理节点之间PageCache中内存数据的同步。
共享数据持久化组件(SDP)主要是快速完成缓存数据的恢复，传统的解决方案是通过业务数据库完成一次业务加载或则在实际使用过程中判断缓存是否存在然后在通过业务数据库进行初始化，总体来说数据恢复比较耗时，而本发明提出的基于内存快照文件的方式可以完成PageCache内存数据的快速恢复。
在操作系统中增加预设事件监听，包括共享数据组件异常关闭，操作系统的异常事件发生(例如正常关机、磁盘预警)，异常事件发生后首先触发PageCache缓存数据的快速持久化；
定时持久化：阶段性全量持久化，解决无法监听到的事件，比如异常断电、网络故障等；例如可以每隔1H进行全量持久化；
失败策略：如果使用持久化文件恢复PageCache失败则根据业务模块的数据进行全量缓存，恢复事件根据实际的业务数据而定；
共享数据使用组件(SDC)，主要是使各个微服务的业务模块可以通过该组件获取缓存数据，如果PageCache中没有缓存，则会触发业务模块的自动缓存并且返回缓存后的数据，如果缓存失败则返回空，防止出现缓存穿透和雪崩问题。
在一些实施例中，方法还包括：
将所述当前队列中的数据同步到其他节点的当前队列中，并接收所述其他节点的当前队列发送的同步数据。
具体的，如图2所示，可以通过共享数据维护组件(SDM)完成不同节点之间的缓存信息的同步。
在一些实施例中，还包括：
响应于接收到微服务组件获取共享数据的请求，在所述当前队列中进行查询；
响应于所述当前队列中不存在请求的共享数据，在全局缓存表中确定需要共享所述请求的共享数据的微服务组件，以通知确定的所述微服务组件进行数据共享；
响应于所述确定的所述微服务组件共享数据成功，将对应的数据返回请求获取共享数据的微服务组件。
具体的，如图2所示，各个微服务可以通过SDC组件获取共享数据，如果通过KEY在当前队列中未查询到数据，则会触发业务模块的自动缓存并且返回缓存后的数据，如果缓存失败则返回空，防止出现缓存穿透和雪崩问题。
需要说明的是，可以在全局缓存表中预先配置每一个微服务需要共享的数据，这样当在当前队列中未查询到数据时，可以通过全局缓存表中确定该共享数据是需要哪一个微服务进行共享，然后可以通知该微服务进行共享，如何该微服务未进行共享或共享失败，则返回空。
在一些实施例中，方法还包括：
响应于检测到发生预设事件或达到预设时长，基于内存快照将所述当前队列持久化到文件，并将所述文件落盘。
具体的，如图2所示，可以通过共享数据持久化组件(SDP)检测是否发生预设事件，并使用内存快照的方式进行数据的持久化。
在一些实施例中，响应于检测到发生预设事件，基于内存快照将所述当前队列持久化到文件，进一步包括：
判断当前节点是否为唯一正常运行的节点；
响应于所述当前节点是唯一正常运行的节点，且检测到发生预设事件，则基于内存快照将所述当前队列持久化到文件。
具体的，如果当前环境是高可用环境，即存在多个节点，则只有当多个节点全部出现异常时才会通过Linux内存快照的方式完成最后一个节点的当前队列中数据的落盘。
在一些实施例中，还包括：
获取内存配置参数并根据所述内存配置参数确定所述第一队列和所述第二队列的长度；
获取持久化文件并根据所述初始化文件完成所述当前队列的数据初始化。
在一些实施例中，还包括：
响应于不存在所述持久化文件，获取全局缓存表；
根据所述全局缓存表中的配置获取每一个微服务需要共享的数据以从所述每一个微服务中获取对应的数据；
利用所述从每一个微服务中获取的数据完成所述当前队列的数据初始化。
在一些实施例中，还包括：
将完成数据初始化的当前队列中的数据同步到其他节点的当前队列中。
具体的，可以根据内存设置和内存动态扩容策略，完成队列数据的初始化，在初始化过程中主要完成队列长度的定义和物理内存的实际占用；队列的长度＝内存大小/2/4K，其中2表示有两个完全一样的队列，4K表示队列中每个单元的大小。接着完成缓存信息到队列的映射，首先根据持久化文件完成队列信息的初始化，如果没有持久化文件或者使用持久化文件初始化失败，则通过业务数据完成数据的初始化。如果当前环境是高可用环境，则可以在主管理节点完成数据初始化之后，通过内存直连的方式把主管理节点中的当前队列中的数据同步到各个从节点中。
在一些实施例中，还可以阶段性统计内存命中情况，分析目前分配的物理内存的合理性，根据分析结果进行SDM模块的参数更新。
本发明提出的方案基于Linux内核内存(PageCache)实现了微服务之间数据共享，并且还实现了在高可用环境下共享数据的持久化和快速加载，由于直接操作Linux内核内存可以更加快速的完成管理节点之间内存信息的共享、内存快照数据持久化，减少业务成本和运维成本，提高了AI平台在同类产品中的竞争力。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图4所示，本发明的实施例还提供了一种计算机设备501，包括：
至少一个处理器520；以及
存储器510，存储器510存储有可在处理器上运行的计算机程序511，处理器520执行程序时执行如上的任一种数据共享方法的步骤。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图5所示，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质601，计算机可读存储介质601存储有计算机程序指令610，计算机程序指令610被处理器执行时执行如上的任一种数据共享方法的步骤。
最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数据共享方法，其特征在于，包括在每个节点执行以下步骤：
用预设标记将第一队列和第二队列中的一个标记为当前队列，以使另一个作为非当前队列；
利用所述当前队列接收每一个微服务组件待共享的数据；
根据预设规则对所述当前队列中的数据进行筛选，并在将筛选后的数据同步到所述非当前队列后清空所述当前队列；
将所述当前队列的预设标记转移到所述非当前队列，以使所述当前队列转换为非当前队列，以及使所述非当前队列转换为当前队列，并返回利用所述当前队列接收每一个微服务组件待共享的数据；
将所述当前队列中的数据同步到其他节点的当前队列中，并接收所述其他节点的当前队列发送的同步数据；
响应于接收到微服务组件获取共享数据的请求，在所述当前队列中进行查询；
响应于所述当前队列中不存在请求的共享数据，在全局缓存表中确定需要共享所述请求的共享数据的微服务组件，以通知确定的所述微服务组件进行数据共享；
响应于所述确定的所述微服务组件共享数据成功，将对应的数据返回请求获取共享数据的微服务组件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于检测到发生预设事件或达到预设时长，基于内存快照将所述当前队列持久化到文件，并将所述文件落盘。
3.如权利要求2所述的方法，响应于检测到发生预设事件，基于内存快照将所述当前队列持久化到文件，进一步包括：
判断当前节点是否为唯一正常运行的节点；
响应于所述当前节点是唯一正常运行的节点，且检测到发生预设事件，则基于内存快照将所述当前队列持久化到文件。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取内存配置参数并根据所述内存配置参数确定所述第一队列和所述第二队列的长度；
获取持久化文件并根据所述持久化文件完成所述当前队列的数据初始化。
5.权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于不存在所述持久化文件，获取全局缓存表；
根据所述全局缓存表中的配置获取每一个微服务需要共享的数据以从所述每一个微服务中获取对应的数据；
利用从所述每一个微服务中获取的数据完成所述当前队列的数据初始化。
6.权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
将完成数据初始化的当前队列中的数据同步到其他节点的当前队列中。
7.一种计算机设备，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述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程序时执行如权利要求1-6任意一项所述的方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行如权利要求1-6任意一项所述的方法的步骤。
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