CN114020835A - 实时数据库系统组态数据的同步方法、系统、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实时数据库系统组态数据的同步方法、系统、设备及介质，其方法包括：在组态客户端发布用于组态更新的组态数据时，业务子系统中各节点的业务组态同步模块接收组态服务器分发的所述组态数据，并依据组态更新策略将所述组态数据同步更新到各自所属的节点中。当用户向实时数据库各业务子系统发布组态更新时，组态服务器与系统中的单个或多个第1级节点做数据同步，然后第1级节点再向其订阅从节点做数据同步，订阅从节点会从订阅的多个第1级节点中选择版本最高、优先级最新的节点作为更新数据源。本发明基于各组态业务节点的互联互通，依据多主多从的策略和多阶段发布机制，保证了实时数据库组态分发的高可用与高性能。

Description

实时数据库系统组态数据的同步方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及一种实时数据库系统组态数据的同步方法、系统、设备及介质。
背景技术
随着企业信息化的不断深入，实时数据库的规模越来越庞大，实时数据库的性能要求也越来越高，实时数据库的使用场景也从单一的单机部署，发展为单机、双机冗余、集群、云等多种部署模式。作为实时数据库元数据的组态数据，其发布与同步方案必须兼顾单机、双机、集群等模式，保证各种场景下的高可用性，同时尽可能提高数据同步的性能。
当前主流的分布式实时数据库，其采用的集群架构方案一般为一主多从，通过主服务节点进行组态更新，然后从节点与主节点进行同步。这些方案中会存在选主处理，而选主算法一般会采用强一致性的Paxos算法或其变种如Raft等，这些算法会要求集群必须有3个或3个以上的可用节点。一方面，这对于小型客户来说，会造成资源浪费；另一方面，一旦集群因故障导致正常节点数量少于3个，集群将无法选出主节点，导致整个服务系统不可用。另外，还会存在集群因网络故障发生“脑裂”的可能，导致更严重的系统组态不同步，系统数据不可用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种实时数据库系统组态数据的同步方法、系统、设备及介质，其解决了现有集群架构方案中限制于节点数量，不能兼顾单机模式与双机冗余模式且会陷入脑裂的问题技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明实施例提供一种实时数据库系统组态数据的同步方法，包括：
在组态客户端发布用于组态更新的组态数据时，业务子系统中各节点的业务组态同步模块接收组态服务器分发的所述组态数据，并依据组态更新策略将所述组态数据同步更新到各自所属的节点中；
其中，所述组态客户端、组态服务器以及业务子系统均为分布式实时数据库系统的组件；所述业务子系统中每一节点中均设置有组态同步模块；所述业务子系统包括：n级节点，且第n级节点订阅上一级的至少一个节点的数据，n为大于等于1的自然数；
所述组态更新策略为每一级节点选择订阅的所有上一级节点中的优先级最高的节点的组态数据进行组态同步。
可选地，所述业务子系统的部署模式包括：单机模式、双机冗余模式和集群模式。
可选地，
双机冗余模式和集群模式下的业务子系统中，第1级节点为根据预设的选取条件选择的管理主节点，订阅管理主节点信息的第2级节点为订阅从节点；
所述管理主节点和所述订阅从节点按照节点更新规则变换，且任一所述管理主节点和所述订阅从节点内的业务组态同步模块实时获取该业务组态同步模块所属节点的位置信息，所述订阅从节点内的业务组态同步模块还用于实时获取该业务组态同步模块所属节点订阅的管理主节点信息；
所述订阅从节点内的业务组态同步模块根据所述位置信息、订阅的管理主节点信息和组态更新策略确认接收所述组态数据的上一级节点的信息。
可选地，在单机模式时，
将所述组态服务器配置为管理主节点，所述组态服务器在具备分发功能的情况下，还用于将所述组态客户端发布的组态数据下发至各业务子系统，各业务子系统仅做一次同步即可。
可选地，在双机冗余模式时，
各业务子系统配置为两个1级节点，直接与组态服务器同步数据。
可选地，在集群模式时，
在各个业务子系统中，第1级节点将获取的组态数据下发至已建立订阅关系的第2级节点；
第2级节点在收到多组所述组态数据后，通过比较第1级节点各个的组态版本，选择版本最新且优先级最高的第1级节点作为组态更新数据源来进行数据同步。
可选地，通过比较各个第1级节点的组态版本包括：以版本的序号、版本ID、版本发布时间来进行判断；
其中，版本序号单向增长，只有序号与ID都相等，才确定组态版本相等，不进行组态同步；否则，若第1级节点版本序号较新且相同序号的版本ID一致，则只进行增量更新，否则执行组态全量更新并重载业务子系统的组态。
可选地，
在第2级节点在线且第1级节点全部宕机时，第2级节点自动升级为第1级节点，以便与组态服务器进行数据同步；
若原有的第1级节点恢复，自动升级的第2级节点退回到未升级的工作状态。
第二方面，本发明实施例提供一种实时数据库系统组态数据的同步系统，包括：
组态客户端，被配置为发布用于组态更新的组态数据；
组态服务器，被配置为获取组态客户端发布的组态数据，并分发至各个业务子系统中进行多级节点依次下发，以使同一个业务子系统中的各个节点的数据保持同步；
业务子系统，所述业务子系统包括：n级节点，且第n级节点订阅上一级的至少一个节点的数据，n为大于等于1的自然数。
在各个业务子系统中，
第1级节点将获取的组态信息下发至已建立订阅关系的第2级节点；
第2级节点订阅至少1个所述第1级节点，在收到多组所述组态数据后，通过比较各个第1级节点的组态版本，选择版本最新且优先级最高的第1级节点作为组态更新数据源来进行数据同步。
第三方面，本发明实施例提供一种实时数据库系统组态数据的同步设备，其特征在于，包括：至少一个数据库；以及与所述至少一个数据库通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个数据库执行的指令，所述指令被所述至少一个数据库执行，以使所述至少一个数据库能够执行如上所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现如上所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法。
(三)有益效果
本发明集群组态同步采用多主多从的策略，保证了数据的高可用性，组态系统采用业务分离的架构，并通过二阶段(或多阶段)发布的策略，实现了组态数据的负载均衡，提高了数据同步的性能，并保证了数据的最终一致性与可用性。同时，组态系统可根据业务子系统的节点个数，自动匹配单机、双机冗余、集群三种部署模式，不需要额外开发其它兼容性代码，提高了系统的复用性与可扩展性。
附图说明
图1为本发明提供的一种实时数据库系统组态数据的同步方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种实时数据库系统组态数据的同步方法的交互时序示意图；
图3为本发明提供的一种实时数据库系统组态数据的同步系统的组成示意图。
【附图标记说明】
100：高可用同步系统；101：组态客户端；102：组态服务器；103：业务子系统。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
图1为本发明提供的一种实时数据库系统组态数据的同步方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提出的一种实时数据库系统组态数据的同步方法，包括：在组态客户端发布用于组态更新的组态数据时，业务子系统中各节点的业务组态同步模块接收组态服务器分发的组态数据，并依据组态更新策略将组态数据同步更新到各自所属的节点中。
本发明集群组态同步采用多主多从的策略，保证了数据的高可用性，组态系统采用业务分离的架构，并通过二阶段(或多阶段)发布的策略，实现了组态数据的负载均衡，提高了数据同步的性能，并保证了数据的最终一致性与可用性。同时，组态系统可根据业务子系统的节点个数，自动匹配单机、双机冗余、集群三种部署模式，不需要额外开发其它兼容性代码，提高了系统的复用性与可扩展性。
为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
具体地，本发明提供的一种实时数据库系统组态数据的同步方法，包括：
在组态客户端发布用于组态更新的组态数据时，业务子系统中各节点的业务组态同步模块接收组态服务器分发的组态数据，并依据组态更新策略将组态数据同步更新到各自所属的节点中。
其中，组态客户端、组态服务器以及业务子系统均为分布式实时数据库系统的组件；业务子系统中每一节点中均设置有组态同步模块；业务子系统包括：n级节点，且第n级节点订阅上一级的至少一个节点的数据，n为大于等于1的自然数；组态更新策略为每一级节点选择订阅的所有上一级节点中的优先级最高的节点的组态数据进行组态同步。
进一步地，业务子系统的部署模式包括：单机模式、双机冗余模式和集群模式。
双机冗余模式和集群模式下的业务子系统中，第1级节点为根据预设的选取条件选择的管理主节点，订阅管理主节点信息的第2级节点为订阅从节点。业务子系统集群中的第1级节点，负责同步组态服务的更新，并分发到2级节点即订阅从节点，组态的更新与发布由上层的组态服务器实现。多级节点设置的主要目的是减轻集群中组态服务发布的负荷，通过主节点进行组态的二次分发。
管理主节点和订阅从节点按照节点更新规则变换，且任一管理主节点和订阅从节点内的业务组态同步模块实时获取该业务组态同步模块所属节点的位置信息，订阅从节点内的业务组态同步模块还用于实时获取该业务组态同步模块所属节点订阅的管理主节点信息。订阅从节点内的业务组态同步模块根据位置信息、订阅的管理主节点信息和组态更新策略确认接收组态数据的上一级节点的信息。
第1级节点的选取可以由用户手动配置，也可以通过集群自主选择，集群的自主选择可以通过节点的ID按大小排序选取，也可以按上线时间、节点状态等其他手段进行选取。在第2级节点在线且第1级节点全部断线时，第2级节点自动升级为第1级节点，以便与组态服务器进行数据同步；若原有的第1级节点恢复，自动升级的第2级节点退回到未升级的工作状态。
在本发明实施例中，依据业务子系统中的节点个数，自动匹配单机、双机冗余、集群三种部署模式。
节点个数为1时自动匹配单机模式；
节点个数为2时自动匹配双机冗余模式；
节点个数大于2时自动匹配集群模式；
(1)在单机模式时，执行如下步骤：
将组态服务器配置为1级节点，组态服务器在发布组态数据时直接将组态更新通知发布至各业务子系统。
单机模式下，本机节点既作为组态服务器，又作为各个业务子系统的第1级组态节点，组态服务器在发布时只需向本机各业务子系统发布组态更新通知，各业务子系统仅做一次同步操作即可。
(2)在双机冗余模式下，执行如下步骤：
各业务子系统的两个节点都配置为1级节点，直接从组态服务器上获取组态变更信息。
若其中一个节点与组态服务器失去联接，则从另一个1级节点上同步组态。
(3)在集群模式下，执行如下步骤：
组态服务器在组态更新时发布组态更新通知到各业务子系统的第1级节点，第1级节点从组态服务器上或其它第1级节点上获取最新的更新数据；
在各个业务子系统中，第1级节点将获取的组态数据分发至已建立订阅关系的第2级节点；
第2级节点在收到多组组态更新信息后，再通过比较各个第1级节点的组态版本，选择版本最新且优先级最高的第1级节点作为组态更新数据源来进行数据同步。
通过比较各个第1级节点的组态版本包括：版本比较以版本的序号、版本ID、版本发布时间来进行判断。版本序号单向增长，只有序号与ID都相等，才认为组态版本相等，不进行组态同步。否则，若主节点版本序号较新且相同序号的版本ID一致，则只进行增量更新，否则执行组态全量更新并重载业务子系统的组态。
如2所示，上述的方法的具体流程为：组态服务器获取组态客户端发布的组态数据，并分发至各个业务子系统中进行多级节点依次下发，以使同一个业务子系统中的各个节点的数据保持同步。当用户向实时数据库各业务子系统发布组态更新时，组态服务器会先向系统中的单个或多个第1级节点做数据同步，然后第1级节点再向其订阅的第2级节点做数据同步，第2级节点在收到多个数据更新消息后，会从订阅的多个第1级节点中选择版本最高、优先级最新的节点作为更新数据源，从而实现高可用与高性能。为提高可用性，集群模式下的业务子系统的组态数据可持久化到本地；同时，各子节点也可以作为集群外部的一些观察节点提供组态订阅服务，做进一步的同步扩展。
值得一提的是，本发明也可通过动态选主，一主多从的方式实现。但如此会大大提升了系统的复杂度与维护成本，也降低了系统的可扩展性。
如图3所示，本发明还公开一种实时数据库系统组态数据的同步系统100，包括：
组态客户端101，被配置为发布用于组态更新的组态数据。
组态服务器102，被配置为获取组态客户端发布的组态数据，并分发至各个业务子系统中进行多级节点依次下发，以使同一个业务子系统中的各个节点的数据保持同步。
业务子系统103，业务子系统包括：n级节点，且第n级节点订阅上一级的至少一个节点的数据，n为大于等于1的自然数。
在各个业务子系统中，
第1级节点将获取的组态信息下发至已建立订阅关系的第2级节点。
第2级节点订阅至少1个第1级节点，在收到多组组态数据后，通过比较各个第1级节点的组态版本，选择版本最新且优先级最高的第1级节点作为组态更新数据源来进行数据同步。
由于本发明上述实施例所描述的系统/装置，为实施本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置，故而基于本发明上述实施例所描述的方法，本领域所属技术人员能够了解该系统/装置的具体结构及变形，因而在此不再赘述。凡是本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置都属于本发明所欲保护的范围。
此外，本发明还公开一种实时数据库系统组态数据的同步设备，包括：至少一个数据库；以及与至少一个数据库通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个数据库执行的指令，指令被至少一个数据库执行，以使至少一个数据库能够执行如上所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法。
以及本发明还公开一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，可执行指令被处理器执行时实现如上所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法。
在具体实施例中，本发明应用到分布式实时数据库集群中，该实时数据库集群拥有实时服务与存储服务两套集群，基于本发明的方案，将实时服务相关的组态与历史存储服务相关的组态通过两级节点进行同步，并且历史存储服务又对历史查询服务提供二次的订阅服务，进一步将组态同步到历史数据查询服务中。
综上所述，本发明公开了一种实时数据库系统组态数据的同步方法、系统、设备及介质，本发明将客户端的组态数据更新设置为高可用模式，不做集群，保证组态数据写的一致性，同时将组态分发部署到各业务子系统的集群服务上，通过集群的互联互通性，实现多主多从，保证数据同步的及时性与最终一致性。
本发明与传统的集群数据系统相比，本发明通过多主多从、业务分离、二阶段(或者多阶段)发布等策略手段，带来的优点有：
(1)保证了实时数据库组态系统的高可用性。
(2)提高实时数据库组态系统的一致性，降低了维护成本。
(3)提升了集群中组态数据同步的均衡性，减轻系统的网络压力。
(4)提高了组态系统的扩展性，满足单机、双机冗余、集群等不模式的兼容性，降低了系统的开发成本。
(5)提升系统整体的稳定性，避免单个服务器负载过高。
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。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。

Claims (10)

1.一种实时数据库系统组态数据的同步方法，其特征在于，包括：
在组态客户端发布用于组态更新的组态数据时，业务子系统中各节点的业务组态同步模块接收组态服务器分发的所述组态数据，并依据组态更新策略将所述组态数据同步更新到各自所属的节点中；
其中，所述组态客户端、组态服务器以及业务子系统均为分布式实时数据库系统的组件；所述业务子系统中每一节点中均设置有组态同步模块；所述业务子系统包括：n级节点，且第n级节点订阅上一级的至少一个节点的数据，n为大于等于1的自然数；
所述组态更新策略为每一级节点选择订阅的所有上一级节点中的优先级最高的节点的组态数据进行组态同步。
2.如权利要求1所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法，其特征在于，所述业务子系统的部署模式包括：单机模式、双机冗余模式和集群模式。
3.如权利要求2所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法，其特征在于，
双机冗余模式和集群模式下的业务子系统中，第1级节点为根据预设的选取条件选择的管理主节点，订阅管理主节点信息的第2级节点为订阅从节点；
所述管理主节点和所述订阅从节点按照节点更新规则变换，且任一所述管理主节点和所述订阅从节点内的业务组态同步模块实时获取该业务组态同步模块所属节点的位置信息，所述订阅从节点内的业务组态同步模块还用于实时获取该业务组态同步模块所属节点订阅的管理主节点信息；
所述订阅从节点内的业务组态同步模块根据所述位置信息、订阅的管理主节点信息和组态更新策略确认接收所述组态数据的上一级节点的信息。
4.如权利要求2所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法，其特征在于，在单机模式时，
将所述组态服务器配置为管理主节点，所述组态服务器在具备分发功能的情况下，还用于将所述组态客户端发布的组态数据下发至各业务子系统，各业务子系统仅做一次同步即可。
5.如权利要求2所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法，其特征在于，在集群模式时，
在各个业务子系统中，第1级节点将获取的组态数据下发至已建立订阅关系的第2级节点；
第2级节点在收到多组所述组态数据后，通过比较第1级节点各个的组态版本，选择版本最新且优先级最高的第1级节点作为组态更新数据源来进行数据同步。
6.如权利要求5所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法，其特征在于，通过比较各个第1级节点的组态版本包括：以版本的序号、版本ID、版本发布时间来进行判断；
其中，版本序号单向增长，只有序号与ID都相等，才确定组态版本相等，不进行组态同步；否则，若第1级节点版本序号较新且相同序号的版本ID一致，则只进行增量更新，否则执行组态全量更新并重载业务子系统的组态。
7.如权利要求2所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法，其特征在于，
在第2级节点在线且第1级节点全部宕机时，第2级节点自动升级为第1级节点，以便与组态服务器进行数据同步；
若原有的第1级节点恢复，自动升级的第2级节点退回到未升级的工作状态。
8.一种实时数据库系统组态数据的同步系统，其特征在于，包括：
组态客户端，被配置为发布用于组态更新的组态数据；
组态服务器，被配置为获取组态客户端发布的组态数据，并分发至各个业务子系统中进行多级节点依次下发，以使同一个业务子系统中的各个节点的数据保持同步；
业务子系统，所述业务子系统包括：n级节点，且第n级节点订阅上一级的至少一个节点的数据，n为大于等于1的自然数。
在各个业务子系统中，
第1级节点将获取的组态信息下发至已建立订阅关系的第2级节点；
第2级节点订阅至少1个所述第1级节点，在收到多组所述组态数据后，通过比较各个第1级节点的组态版本，选择版本最新且优先级最高的第1级节点作为组态更新数据源来进行数据同步。
9.一种实时数据库系统组态数据的同步设备，其特征在于，包括：至少一个数据库；以及与所述至少一个数据库通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个数据库执行的指令，所述指令被所述至少一个数据库执行，以使所述至少一个数据库能够执行如权利要求1-7中任一项所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法。
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种实时数据库系统组态数据的同步方法。
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