CN112711572A - 适用于分库分表的在线扩容方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用于分库分表的在线扩容方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：从旧数据分片轮询拉取数据；判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则缓存所述数据的路由字段，并为所述数据添加第一状态的数据标识；根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态。该实施方式能够在线对数据进行扩容，无需重新发布业务系统，且通用性好，能够保证数据一致性。

Description

适用于分库分表的在线扩容方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种适用于分库分表的在线扩容方法和装置。

背景技术

当一个业务系统快速发展趋势下。单数据库已无法满足日益趋势的增长数据。这时需要对数据库进行拆分及分库分表。数据库在分库分表之后，随着数据量的增大，每个数据分片的数据量都是各自增长。当已有数据分片的数据量增长到了一个极限，需要增加新的数据分片。介于这种分库分表算法的离散性，必需要做数据迁移才能完成。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

1)业务系统至少要两次发布；

2)要专门写工具来导数据。由于各业务系统之间的差别，很难做出统一的工具。目前几乎都是每个业务系统写一套工具；

3)要解决增量、全量、时间点，数据不一致等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种适用于分库分表的在线扩容方法和装置，能够在线对数据进行扩容，无需重新发布业务系统，且通用性好，能够保证数据一致性。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种适用于分库分表的在线扩容方法，包括：

从旧数据分片轮询拉取数据；

判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则缓存所述数据的路由字段，并为所述数据添加第一状态的数据标识；

根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态；

其中，第一状态用于标示数据被锁定，第二状态用于标示数据已写入新数据分配。

可选地，按路由字段从旧数据分片轮询拉取数据。

可选地，本发明实施例的方法还包括：设置数据迁移路由表，所述数据迁移路由表中包括要迁移到新数据分片的数据在旧数据分片和新数据分片中的路由字段。

可选地，本发明实施例的方法还包括：

响应于应用程序的数据请求，确定与所述数据请求对应的请求数据；

查询缓存中是否存在所述请求数据的数据标识；

若不存在，则从就数据分片中获取所述请求数据；

若存在、且数据标识为第一状态，则不获取所述请求数据；若存在、且数据标识为第二状态，则从新数据分片中获取所述请求数据。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种适用于分库分表的在线扩容装置，包括：数据迁移模块、数据路由模块和缓存服务模块；其中，

数据迁移模块从旧数据分片轮询拉取数据；

数据路由模块判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则利用缓存服务模块缓存所述数据的路由字段并为所述数据添加第一状态的数据标识；

数据迁移模块根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态；

其中，第一状态用于标示数据被锁定，第二状态用于标示数据已写入新数据分配。

可选地，数据迁移模块按路由字段从旧数据分片轮询拉取数据。

可选地，数据路由模块还用于：设置数据迁移路由表，所述数据迁移路由表中包括要迁移到新数据分片的数据在旧数据分片和新数据分片中的路由字段。

可选地，本发明实施例的装置还包括请求响应模块，用于：

响应于应用程序的数据请求，确定与所述数据请求对应的请求数据；

查询缓存中是否存在所述请求数据的数据标识；

若不存在，则从就数据分片中获取所述请求数据；

若存在、且数据标识为第一状态，则不获取所述请求数据；若存在、且数据标识为第二状态，则从新数据分片中获取所述请求数据。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种适用于分库分表的在线扩容电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过封装分片路由逻辑对数据库进行水平缩放，从旧数据分片轮询拉取数据并迁移至新数据分片，能够在少量代码对接的情况下实现扩容，从而达到在线对数据进行扩容的效果，无需重新发布业务系统，通用性好，能够保证数据一致性。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是本发明实施例分库分表下在线扩容的方法的主要流程的示意图；

图2是本发明可选实施例中适用于分库分表的在线扩容方法的应用场景示意图；

图3是根据本发明实施例的适用于分库分表的在线扩容装置的主要模块的示意图；

图4是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图5是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明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，而不会背离本发明的范围和精神。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。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种适用于分库分表的在线扩容的方法。

图1是本发明实施例适用于分库分表的在线扩容方法的主要流程的示意图，如图1所示，适用于分库分表的在线扩容方法，包括：步骤S101、步骤S102和步骤S103。

步骤S101、从旧数据分片轮询拉取数据。

旧数据分片是指扩容前已经存在的数据分片。轮训拉取数据时，可以依次拉取旧数据分片中的所有数据，也可以根据预设的拉取规则拉取特定的数据，例如仅拉取部分旧数据分片的数据或者满足预设条件的数据。

可选地，按路由字段从旧数据分片轮询拉取数据，以提高数据拉取效率。实际应用过程中，可以采用多个并发进程进行拉取。

步骤S102、判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则缓存所述数据的路由字段，并为所述数据添加第一状态的数据标识；

新数据分片是指扩容后增加的数据分片。在一些实施例中，可以于预先设定判定规则，以界定将旧数据分片中的哪部分数据迁移至新数据分片中。判定规则的具体内容可以根据实际情况进行选择性设定。在另一些实施例中，本发明实施例的方法还包括：设置数据迁移路由表，所述数据迁移路由表中包括要迁移到新数据分片的数据在旧数据分片和新数据分片中的路由字段。判定所述数据是否要迁移到新数据分片时，若数据存在于数据迁移路由中，则表明该数据需要迁移至新数据分片，根据数据迁移路由表中记载的新数据分片中的路由字段，将该数据迁移至新数据分片。

若数据需要迁移至新数据分片，则缓存所述数据的路由字段并为该数据设置数据标识，便于监控该数据的迁移状态。在将数据缓存后，将该数据的数据标识设置为第一状态，第一状态用于标示数据被锁定。通过锁定，能够防止迁移该数据的过程中应用程序从缓存中读取该数据失败。

步骤S103、根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态。第二状态用于标示数据已写入新数据分配。

在一些实施例中，可以于预先设定写入规则，以界定将第一状态数据写入新数据分片中的位置。写入规则的具体内容可以根据实际情况进行选择性设定。在另一些实施例中，本发明实施例的方法还包括：设置数据迁移路由表，所述数据迁移路由表中包括要迁移到新数据分片的数据在旧数据分片和新数据分片中的路由字段。将数据写入新数据分片时，从数据迁移路由表中查询该数据在新数据分片中的写入位置然后进行写入。

可选地，本发明实施例的方法还包括：响应于应用程序的数据请求，确定与所述数据请求对应的请求数据；查询缓存中是否存在所述请求数据的数据标识；若不存在，则从就数据分片中获取所述请求数据；若存在、且数据标识为第一状态，则不获取所述请求数据；若存在、且数据标识为第二状态，则从新数据分片中获取所述请求数据。当不存在请求数据的数据标识时，表明该数据不需要迁移至新数据分片、或者尚未开始迁移操作，此时该数据保存在旧数据分片中，可以直接从旧数据分片中读取。当存在请求数据的数据标识、且数据标识为第一状态时，表明请求数据需要迁移至新数据分片，且当前时间正处于迁移过程中，此时请求数据有可能因为已经从旧数据分片中取出而不存在于旧数据分片中，也有可能因为尚未写入至新数据分片中而不存在于新数据分片中。为了避免数据读取失败，此时执行获取请求数据的操作。当存在请求数据的数据标识、且数据标识为第二状态时，表明请求数据需要迁移至新数据分片，且当前时间已经完成迁移操作，此时请求数据存在于新数据分片中，可以直接从新数据分片中读取。

本发明通过封装分片路由逻辑对数据库进行水平缩放，从旧数据分片轮询拉取数据并迁移至新数据分片，能够在少量代码对接的情况下实现扩容，从而达到在线对数据进行扩容的效果，无需重新发布业务系统，通用性好，能够保证数据一致性。

图2是本发明可选实施例中适用于分库分表的在线扩容方法的应用场景示意图。图2中的字母a至g代表数据迁移步骤：

a、数据迁移程序通过从旧的分片按路由字段轮询拉取数据。

b、把路由字段传入路由模块，路由模块的新路由表判定此数据是否要进行迁移到新数据分片。如果判断需要进行数据迁移，利用缓存服务增加数据标识，并把此数据标记为已锁定状态。

c当应用程序读取或检测到该标识数据是锁定状态，就不读取此数据进行使用。

d、数据迁移程序根据缓存中各锁定的分片字段相应的数据信息，从之前旧分片中取出来，再根据新路由表写入到新的分片中，并修改缓存中此标识字段数据状态，标示为字段数据已经迁移数据到新的数据分片上。

e、用户应用程序来获取数据是根据缓存标识判断是否已经完成数据迁移，状态为已完成时，直接操作新数据分片。在缓存中找不到的标识数据的依旧操作旧数据分片。

f、数据迁移程序始终轮询旧数据分片，把所有旧分片数据迁移完成为止，并在缓存中记录这些标识完成状态为已完成。

g、用户应用程序在缓存中找不到标识，用新分片数据路由模块新的路由，来判断数据在写入新数据分片还是写入旧数据分片。

本发明可以在不停应用的情况下进行在线扩容，可以同时移动多个旧数据分片的相关数据，达到在少量代码对接的情况下实现扩容的效果，无需重新发布业务系统，通用性好，能够保证数据一致性。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种适用于分库分表的在线扩容装置。

图3是根据本发明实施例的适用于分库分表的在线扩容装置的主要模块的示意图，如图3所示，适用于分库分表的在线扩容装置300包括：数据迁移模块301、数据路由模块302和缓存服务模块303；其中，

数据迁移模块301从旧数据分片轮询拉取数据；

数据路由模块302判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则利用缓存服务模块303缓存所述数据的路由字段并为所述数据添加第一状态的数据标识；

数据迁移模块301根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态；

其中，第一状态用于标示数据被锁定，第二状态用于标示数据已写入新数据分配。

可选地，数据迁移模块按路由字段从旧数据分片轮询拉取数据。

可选地，数据路由模块还用于：设置数据迁移路由表，所述数据迁移路由表中包括要迁移到新数据分片的数据在旧数据分片和新数据分片中的路由字段。

可选地，本发明实施例的装置还包括请求响应模块，用于：

响应于应用程序的数据请求，确定与所述数据请求对应的请求数据；

查询缓存中是否存在所述请求数据的数据标识；

若不存在，则从就数据分片中获取所述请求数据；

若存在、且数据标识为第一状态，则不获取所述请求数据；若存在、且数据标识为第二状态，则从新数据分片中获取所述请求数据。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种适用于分库分表的在线扩容电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。

图4示出了可以应用本发明实施例的适用于分库分表的在线扩容方法或适用于分库分表的在线扩容装置的示例性系统架构400。

如图4所示，系统架构400可以包括终端设备401、402、403，网络404和服务器405。网络404用以在终端设备401、402、403和服务器405之间提供通信链路的介质。网络404可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备401、402、403通过网络404与服务器405交互，以接收或发送消息等。终端设备401、402、403上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。

终端设备401、402、403可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

服务器405可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备401、402、403所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标推送信息、产品信息--仅为示例)反馈给终端设备。

需要说明的是，本发明实施例所提供的适用于分库分表的在线扩容方法一般由服务器405执行，相应地，适用于分库分表的在线扩容装置一般设置于服务器405中。

应该理解，图4中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

下面参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统500的结构示意图。图5示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括：数据迁移模块、数据路由模块和缓存服务模块；数据迁移模块从旧数据分片轮询拉取数据数据路由模块判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则利用缓存服务模块缓存所述数据的路由字段并为所述数据添加第一状态的数据标识；数据迁移模块根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，数据迁移模块还可以被描述为“缓存所述数据的路由字段并为所述数据添加第一状态的数据标识的模块”。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：

从旧数据分片轮询拉取数据；

判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则缓存所述数据的路由字段，并为所述数据添加第一状态的数据标识；

根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态；

其中，第一状态用于标示数据被锁定，第二状态用于标示数据已写入新数据分配。

根据本发明实施例的技术方案，通过封装分片路由逻辑对数据库进行水平缩放，从旧数据分片轮询拉取数据并迁移至新数据分片，能够在少量代码对接的情况下实现扩容，从而达到在线对数据进行扩容的效果，无需重新发布业务系统，通用性好，能够保证数据一致性。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于分库分表的在线扩容方法，其特征在于，包括：

从旧数据分片轮询拉取数据；

判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则缓存所述数据的路由字段，并为所述数据添加第一状态的数据标识；

根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态；

其中，第一状态用于标示数据被锁定，第二状态用于标示数据已写入新数据分配。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按路由字段从旧数据分片轮询拉取数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：设置数据迁移路由表，所述数据迁移路由表中包括要迁移到新数据分片的数据在旧数据分片和新数据分片中的路由字段。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于应用程序的数据请求，确定与所述数据请求对应的请求数据；

查询缓存中是否存在所述请求数据的数据标识；

若不存在，则从就数据分片中获取所述请求数据；

若存在、且数据标识为第一状态，则不获取所述请求数据；若存在、且数据标识为第二状态，则从新数据分片中获取所述请求数据。

5.一种适用于分库分表的在线扩容装置，其特征在于，包括：数据迁移模块、数据路由模块和缓存服务模块；其中，

数据迁移模块从旧数据分片轮询拉取数据；

数据路由模块判定所述数据是否要迁移到新数据分片；若是，则利用缓存服务模块缓存所述数据的路由字段并为所述数据添加第一状态的数据标识；

数据迁移模块根据缓存中各个第一状态数据的路由字段，从旧数据分片中取出各个第一状态数据写入到新数据分片中，并将缓存的各个第一状态数据的数据标识修改为第二状态；

其中，第一状态用于标示数据被锁定，第二状态用于标示数据已写入新数据分配。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，数据迁移模块按路由字段从旧数据分片轮询拉取数据。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，数据路由模块还用于：设置数据迁移路由表，所述数据迁移路由表中包括要迁移到新数据分片的数据在旧数据分片和新数据分片中的路由字段。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括请求响应模块，用于：

响应于应用程序的数据请求，确定与所述数据请求对应的请求数据；

查询缓存中是否存在所述请求数据的数据标识；

若不存在，则从就数据分片中获取所述请求数据；

若存在、且数据标识为第一状态，则不获取所述请求数据；若存在、且数据标识为第二状态，则从新数据分片中获取所述请求数据。

9.一种适用于分库分表的在线扩容电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的方法。

Images