[发明专利]一种电力信息系统内存数据库的多节点集群方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内存数据库的多节点集群技术，应用于电力信息系统。

背景技术

电力信息系统一般都采用传统的关系型数据库，传统的关系型数据库管理系统主要强调维护数据的完整性、一致性、稳定性，一般采用物理磁盘存储的方式，由于磁盘存取、内外存的数据传递、缓冲区管理、排队等待及锁的延迟等使得数据库I/O不能满足各类实时数据处理的应用需求，如果将整个数据库管理系统放入内存，使每个事务I/O消耗变得极短，则为高速数据处理和存储的应用场景提供了有力的支持。

为了保证数据的安全性，传统的关系型数据库管理系统基本上都采用多节点集群方式来保证数据的多节点存储和数据安全。如果内存数据库管理系统也能实现多节点集群部署，则能很好的解决内存数据库的数据备份和安全问题。

本发明实现了可以支持多节点集群方式部署的内存数据库系统，在保证数据的完整性、一致性、和稳定性的同时极大的提高了数据库的高速数据处理的能力。

发明内容

本发明的目的在于针对传统关系型数据库管理系统存在的弱点，提出的一种高速内存数据库集群方法。系统通过提供内存数据库的访问接口服务封装，服务端通过互备集群部署，保证多节点的数据的互备，提高数据的安全性，服务端通过扩展集群部署，逻辑上提高内存的容量，消除物理内存小带来的存储约束；将数据的存储、管理都放置在内存中，提高数据库的I/O速率。

本发明服务端为内存数据库提供了数据初始化和物理磁盘持久化存储功能，服务端定期将内存中的数据以文件的形式保存至磁盘中，每个内存数据库节点的存储文件统一版本信息，在内存数据库启动阶段，服务端向所有内存数据库节点服务端（包含自身节点）请求最新版本的存储文件进行内存数据初始化，保证内存数据库启动后数据的完整性和一致性，运行期间各节点之间进行心跳同步，保证数据的时序同步。

本发明访问接口服务为内存数据库集群提供网络TCP/IP协议安全认证访问，当接收到连接请求，访问接口服务与请求方建立连接、进行事务登记后向服务端进行数据请求，访问接口服务根据集群各节点的事务负载情况来进行节点选择，节点选择和事务处理按互备集群和扩展集群两种模式进行：

1.  互备集群模式

互备集群需要保证多节点数据的完整性和一致性，访问接口服务根据事务的特点分为两类进行处理：

（1） 查询事务

访问接口服务根据各个节点的活跃事务情况按照活跃事务最少的原则来分配查询事务；

（2） 修改事务

修改事务一般包含新增数据、修改数据和删除数据三种情况，访问接口服务将数据修改事务分发到所有内存数据库节点进行同步处理，如其中一节点事务执行失败，所有节点都进行事务回退，以保证数据一致性。

2.  扩展集群模式

扩展集群需要逻辑上扩展物理内存的容量，访问接口服务登记集群中所有节点的内存剩余情况，根据各节点配置的优先级分配数据存储，访问接口服务根据扩展集群模式的特点分为两类事务进行处理：

（1） 数据查询、修改、删除事务

访问接口服务将数据查询事务发送至集群节点中存有数据的服务端进行处理，将所有节点服务端的返回结果进行合并后统一返回给请求方；

（2） 数据新增事务

访问接口服务根据已登记的所有集群节点的内存剩余情况，将数据新增事务提交给优先级最高且仍有剩余内存的节点。

3.  混合集群模式

访问接口服务按照所配置的集群节点模式进行节点分组，组合后的互备集群节点组和扩展集群节点组实现混合集群模式。

附图说明

图1.本发明服务端模块结构图；

图2.本发明服务端集群关系结构图；

图3.本发明访问接口服务模块结构图；

图4.本发明服务端处理流程图；

图5.本发明访问接口服务互备集群模式处理流程图；

图6.本发明访问接口服务扩展集群模式处理流程图；

图7.本发明互备集群模式部署结构图；

图8.本发明扩展集群模式部署结构图；

图9.本发明混合集群模式部署结构图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的内存数据库多节点集群的实现做进一步说明。