CN113326033B - 一种带有多种语言API的key-value存储系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有多种语言API的key‑value存储系统，包括：应用层、API接口层与key‑value存储层；所述应用层为不同操作系统平台的集合；所述API接口层包括JAVA语言的接口、python语言的接口、C#语言的接口、NodeJs语言的接口中的两种或多种。本发明的key‑value存储系统，是跨平台的非关系型数据库。支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值存储数据库，并提供多种语言的API；本发明通过增加不同语言的API，使系统在与跨平台之间数据传输时不需要访问源码或理解内部工作机制细节的步骤，直接进行不同类型数据的传输。

Description

一种带有多种语言API的key-value存储系统
技术领域
本发明属于key-value存储系统技术领域，具体涉及一种带有多种语言API的key-value存储系统。
背景技术
Key-value数据库是一种以键值对存储数据的一种数据库，类似Java中的map，可以将整个数据库理解为一个大的map，每个键都会对应一个唯一的值；key-value分布式存储系统查询速度快、存放数据量大、支持高并发，非常适合通过主键进行查询，但不能进行复杂的条件查询。
API(Application Programming Interface，应用程序接口)是一些预先定义的接口(如函数、HTTP接口)，或指软件系统不同组成部分衔接的约定。用来提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问的一组例程，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。程序接口：操作系统向编程人员提供了“程序与操作系统的接口”。程序接口是为程序员在编程时使用的，系统和应用程序通过这个接口，可在执行中访问系统中的资源和取得OS的服务，它也是程序能取得操作系统服务的唯一途径。大多数操作系统的程序接口是由一组系统调用(system call)组成，每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序。现有技术中key-value存储系统的由于仅设置有单一语言的API。然而在具体的存储系统开发过程中，开发者往往采用不同的语言进行开放，同时信息访问者的访问状态也往往采用不同的方式，使系统在与跨平台之间数据传输时需要访问源码或理解内部工作机制细节的步骤，不可以进行不同类型数据的传输，为此我们提出一种带有多种语言API的key-value存储系统来解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有多种语言API的key-value存储系统，本发明的key-value存储系统，是跨平台的非关系型数据库。支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值存储数据库，并提供多种语言的API；本发明通过增加不同语言的API，使系统在与跨平台之间数据传输时不需要访问源码或理解内部工作机制细节的步骤，直接进行不同类型数据的传输，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种带有多种语言API的key-value存储系统，包括：
应用层、API接口层与key-value存储层；
所述应用层为不同操作系统平台的集合；
所述API接口层包括JAVA语言的接口、python语言的接口、C#语言的接口、NodeJs语言的接口中的两种或多种；
所述key-value存储层包括控制单元、管理单元、缓冲单元、处理单元、CPU模块、存储单元、寄存器单元与查询单元，所述控制单元、管理单元、缓冲单元、处理单元、CPU模块、存储单元、寄存器单元与查询单元均集成于key-value存储层的专用存储服务器上；
所述控制单元被配置为与CPU模块通信，获取Hash计算相关配置参数，发送控制命令至所述存储单元发起DMA操作，并监控处理单元的任务状态，在任务结束时获取任务结果，并返回任务状态和任务结果至CPU模块；
所述存储单元，被配置为接收所述控制单元的控制命令，发起DMA操作获取存储器中的计算任务数据和FPGA配置bit流，并传输至处理单元；所述处理单元，被配置为接收计算任务数据和FPGA配置bit流，根据FPGA配置bit流切换不同运行模式，进行Hash计算，返回任务结果至所述控制单元；
所述寄存器单元，被配置为存储Hash计算相关配置参数、任务状态和任务结果；所述存储单元，被配置为将所述寄存器单元中存储的Hash计算相关配置参数发送到所述存储单元，作为控制命令发起DMA操作，同时监控处理单元的任务状态并存储至所述寄存器单元，在任务结束时通知所述控制单元获取任务结果；
还包括如下存储方法，具体步骤如下：
步骤一、服务器从使用不同应用层的消息生产者接收消息，不同应用层的消息生产者往往使用不同的语言接口层；
步骤二、key-value存储层的控制单元判断所接收到的消息的信息者身份，判断信息者身份是否拥有访问key-value存储层的权限，另外判断消息访问者是否已与key-value存储层建立连接会话时，并记录消息访问者与存储层建立连接使用的接口层语言；
步骤三、判断消息访问者访问key-value存储层的访问目的，并根据访问者访问请求识别其增删改查的权限；
步骤四、控制单元判断消息访问者的访问权限仅为查询，则key-value存储层仅将消息访问者查询的信息传输至消息访问者，控制单元判断消息访问者的访问权限为增加删除改动，则key-value存储层允许消息访问者进行增加删除改动操作，当控制单元判断消息访问者的权限为全部权限，则允许消息访问者对key-value存储层的任何操作。
优选的，所述应用层包括Android应用、IOS应用、嵌入式应用与NodeJs应用。
优选的，所述JAVA语言的接口通过JNI或JNA技术调用核心动态库的函数；所述python语言的接口通过ctypes模块调用核心动态库的函数；所述NodeJs语言的接口通过ffi技术调用核心动态库的函数。
优选的，所述存储层的核心动态库采用C或C++语言开发生成，其内封装有多种不同功能的函数。
优选的，步骤四中，消息访问者的权限为全部权限，即表示消息访问者可对key-value存储层进行增加删除改动与查询中的所有操作。
优选的，所述存储层的控制单元包括消息接收模块、会话判断模块、消息缓存模块、消息获取模块与消息发送模块。
优选的，会话判断模块用于判断所接收到的消息的消息消费者是否已与服务器建立连接会话。
优选的，消息缓存模块用于判断模块确定所接收到的消息的消息消费者没有与服务器建立连接会话时，将所接收到的消息缓存到服务器集群的Key-Value存储系统。
优选的，消息获取模块用于定时地查询Key-Value存储系统，并从Key-Value存储系统上获取满足下述条件的消息。
优选的，消息发送模块中，当会话判断模块确定消息接收模块所接收到的消息的消息消费者已与服务器建立连接会话时，消息发送模块将所接收到的消息发送到所接收到的消息的消息消费者，并且当消息获取模块从Key-Value存储系统上获取到消息时，消息发送模块将所获取到的消息发送到所获取到的消息的消息消费者。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种带有多种语言API的key-value存储系统，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明的应用层、API接口层与key-value存储层；应用层为不同操作系统平台的集合；API接口层包括JAVA语言的接口、python语言的接口、C#语言的接口、NodeJs语言；本发明的key-value存储系统，是跨平台的非关系型数据库。支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值存储数据库，并提供多种语言的API；本发明通过增加不同语言的API，使系统在与跨平台之间数据传输时不需要访问源码或理解内部工作机制细节的步骤，直接进行不同类型数据的传输。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明key-value存储系统的系统结构示意图；
图2为本发明key-value存储系统存储方法的方法流程图；
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
本发明提供了如图1与图2所示的实施例：
一种带有多种语言API的key-value存储系统，包括：
应用层、API接口层与key-value存储层；
所述应用层为不同操作系统平台的集合；
所述API接口层包括JAVA语言的接口、python语言的接口、C#语言的接口、NodeJs语言的接口中的两种或多种；
所述key-value存储层包括控制单元、管理单元、缓冲单元、处理单元、CPU模块、存储单元、寄存器单元与查询单元，所述控制单元、管理单元、缓冲单元、处理单元、CPU模块、存储单元、寄存器单元与查询单元均集成于key-value存储层的专用存储服务器上；
所述控制单元被配置为与CPU模块通信，获取Hash计算相关配置参数，发送控制命令至所述存储单元发起DMA操作，并监控处理单元的任务状态，在任务结束时获取任务结果，并返回任务状态和任务结果至CPU模块；
所述存储单元，被配置为接收所述控制单元的控制命令，发起DMA操作获取存储器中的计算任务数据和FPGA配置bit流，并传输至处理单元；所述处理单元，被配置为接收计算任务数据和FPGA配置bit流，根据FPGA配置bit流切换不同运行模式，进行Hash计算，返回任务结果至所述控制单元；
所述寄存器单元，被配置为存储Hash计算相关配置参数、任务状态和任务结果；所述存储单元，被配置为将所述寄存器单元中存储的Hash计算相关配置参数发送到所述存储单元，作为控制命令发起DMA操作，同时监控处理单元的任务状态并存储至所述寄存器单元，在任务结束时通知所述控制单元获取任务结果；
本发明的应用层、API接口层与key-value存储层；应用层为不同操作系统平台的集合；API接口层包括JAVA语言的接口、python语言的接口、C#语言的接口、NodeJs语言；本发明的key-value存储系统，是跨平台的非关系型数据库。支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值存储数据库，并提供多种语言的API；本发明通过增加不同语言的API，使系统在与跨平台之间数据传输时不需要访问源码或理解内部工作机制细节的步骤，直接进行不同类型数据的传输。
还包括如下存储方法，具体步骤如下：
步骤一、服务器从使用不同应用层的消息生产者接收消息，不同应用层的消息生产者往往使用不同的语言接口层；
步骤二、key-value存储层的控制单元判断所接收到的消息的信息者身份，判断信息者身份是否拥有访问key-value存储层的权限，另外判断消息访问者是否已与key-value存储层建立连接会话时，并记录消息访问者与存储层建立连接使用的接口层语言；
步骤三、判断消息访问者访问key-value存储层的访问目的，并根据访问者访问请求识别其增删改查的权限；
步骤四、控制单元判断消息访问者的访问权限仅为查询，则key-value存储层仅将消息访问者查询的信息传输至消息访问者，控制单元判断消息访问者的访问权限为增加删除改动，则key-value存储层允许消息访问者进行增加删除改动操作，当控制单元判断消息访问者的权限为全部权限，则允许消息访问者对key-value存储层的任何操作。
所述应用层包括Android应用、IOS应用、嵌入式应用与NodeJs应用。
所述JAVA语言的接口通过JNI或JNA技术调用核心动态库的函数；所述python语言的接口通过ctypes模块调用核心动态库的函数；所述NodeJs语言的接口通过ffi技术调用核心动态库的函数。
所述存储层的核心动态库采用C或C++语言开发生成，其内封装有多种不同功能的函数；步骤四中，消息访问者的权限为全部权限，即表示消息访问者可对key-value存储层进行增加删除改动与查询中的所有操作。
所述存储层的控制单元包括消息接收模块、会话判断模块、消息缓存模块、消息获取模块与消息发送模块；会话判断模块用于判断所接收到的消息的消息消费者是否已与服务器建立连接会话；消息缓存模块用于判断模块确定所接收到的消息的消息消费者没有与服务器建立连接会话时，将所接收到的消息缓存到服务器集群的Key-Value存储系统；消息获取模块用于定时地查询Key-Value存储系统，并从Key-Value存储系统上获取满足下述条件的消息。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (10)

1.一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于，包括：
应用层、API接口层与key-value存储层；
所述应用层为不同操作系统平台的集合；
所述API接口层包括JAVA语言的接口、python语言的接口、C#语言的接口、NodeJs语言的接口中的两种或多种；
所述key-value存储层包括控制单元、管理单元、缓冲单元、处理单元、CPU模块、存储单元、寄存器单元与查询单元，所述控制单元、管理单元、缓冲单元、处理单元、CPU模块、存储单元、寄存器单元与查询单元均集成于key-value存储层的专用存储服务器上；
所述控制单元被配置为与CPU模块通信，获取Hash计算相关配置参数，发送控制命令至所述存储单元发起DMA操作，并监控处理单元的任务状态，在任务结束时获取任务结果，并返回任务状态和任务结果至CPU模块；
所述存储单元，被配置为接收所述控制单元的控制命令，发起DMA操作获取存储器中的计算任务数据和FPGA配置bit流，并传输至处理单元；所述处理单元，被配置为接收计算任务数据和FPGA配置bit流，根据FPGA配置bit流切换不同运行模式，进行Hash计算，返回任务结果至所述控制单元；
所述寄存器单元，被配置为存储Hash计算相关配置参数、任务状态和任务结果；所述存储单元，被配置为将所述寄存器单元中存储的Hash计算相关配置参数发送到所述存储单元，作为控制命令发起DMA操作，同时监控处理单元的任务状态并存储至所述寄存器单元，在任务结束时通知所述控制单元获取任务结果；
还包括如下存储方法，具体步骤如下：
步骤一、服务器从使用不同应用层的消息生产者接收消息，不同应用层的消息生产者往往使用不同的语言接口层；
步骤二、key-value存储层的控制单元判断所接收到的消息的信息者身份，判断信息者身份是否拥有访问key-value存储层的权限，另外判断消息访问者是否已与key-value存储层建立连接会话时，并记录消息访问者与存储层建立连接使用的接口层语言；
步骤三、判断消息访问者访问key-value存储层的访问目的，并根据访问者访问请求识别其增删改查的权限；
步骤四、控制单元判断消息访问者的访问权限仅为查询，则key-value存储层仅将消息访问者查询的信息传输至消息访问者，控制单元判断消息访问者的访问权限为增加删除改动，则key-value存储层允许消息访问者进行增加删除改动操作，当控制单元判断消息访问者的权限为全部权限，则允许消息访问者对key-value存储层的任何操作。
2.根据权利要求1所述的一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：所述应用层包括Android应用、IOS应用、嵌入式应用与NodeJs应用。
3.根据权利要求2所述的一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：所述JAVA语言的接口通过JNI或JNA技术调用核心动态库的函数；所述python语言的接口通过ctypes模块调用核心动态库的函数；所述NodeJs语言的接口通过ffi技术调用核心动态库的函数。
4.根据权利要求1所述的一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：所述存储层的核心动态库采用C或C++语言开发生成，其内封装有多种不同功能的函数。
5.根据权利要求1所述的一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：步骤四中，消息访问者的权限为全部权限，即表示消息访问者可对key-value存储层进行增加删除改动与查询中的所有操作。
6.根据权利要求1所述的一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：所述存储层的控制单元包括消息接收模块、会话判断模块、消息缓存模块、消息获取模块与消息发送模块。
7.根据权利要求6的所述一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：会话判断模块用于判断所接收到的消息的消息消费者是否已与服务器建立连接会话。
8.根据权利要求6的所述一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：消息缓存模块用于判断模块确定所接收到的消息的消息消费者没有与服务器建立连接会话时，将所接收到的消息缓存到服务器集群的Key-Value存储系统。
9.根据权利要求6的所述一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：消息获取模块用于定时地查询Key-Value存储系统，并从Key-Value存储系统上获取满足下述条件的消息。
10.根据权利要求6的所述一种带有多种语言API的key-value存储系统，其特征在于：消息发送模块中，当会话判断模块确定消息接收模块所接收到的消息的消息消费者已与服务器建立连接会话时，消息发送模块将所接收到的消息发送到所接收到的消息的消息消费者，并且当消息获取模块从Key-Value存储系统上获取到消息时，消息发送模块将所获取到的消息发送到所获取到的消息的消息消费者。
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