[发明专利]一种云环境中基于分片位图索引的查询方法

权利要求书

1.一种云环境中基于分片位图索引的查询方法，其步骤包括：

1）建立分片位图索引，

1.1）对云环境中每个元组的属性值进行值域划分，生成属性值的全局排序表，所述全局排序表对元组用设定的规则排序；

1.2）根据值域划分结果，在每个分布式数据节点上建立指示位图，所述指示位图记录局部属性值存储情况；

1.3)根据云环境构架在各分布式数据节点上建立局部位图索引，完成分片位图索引的创建；

2）输入查询条件，主节点根据查询条件建立条件位图，并分发至各个数据节点，所述条件位图覆盖查询条件所包含所有可能；各数据节点并发执行检索任务，主节点收集各个数据节点的查询结果，并向用户返回各数据节点上查询结果的并集。

2.如权利要求1所述的云环境中基于分片位图索引的查询方法，其特征在于，用长为的位串表示每个元组，其中，元组的属性i的值域被切割为c_i个子域，f是参与切割的属性的个数，1≤i≤f。

3.如权利要求2所述的云环境中基于分片位图索引的查询方法，其特征在于，所述c_i个子域构成集合C_i，并用笛卡尔积Des_1...f=C₁×C₂×C₃×…C_f表示，所述笛卡尔积的大小为：B=Πi=1fci.]]>

4.如权利要求2所述的云环境中基于分片位图索引的查询方法，其特征在于，对所述位串进行全局排序，得到的排序值与任意元组在被查询字段上的取值唯一对应，所述元组对应位串的所有可能取值按照从小到大的顺序排序。

5.如权利要求1或3所述的云环境中基于分片位图索引的查询方法，其特征在于，所述指示位图的长度等于该元组属性值域被划分子域的个数，与笛卡尔积的大小B相同。

6.如权利要求1所述的云环境中基于分片位图索引的查询方法，其特征在于，步骤3)中建立位图索引的方法是：对该节点上存在的元组所对应的位串的全局排序值建立B⁺树，树的叶节点中的每一个键对应于一个排序值；为B⁺树的叶子节点上的各个键附加一个长度为本数据节点所管理的元组总数的位图作为相应排序值所对应的元组位图。

7.如权利要求1所述的云环境中基于分片位图索引的查询方法，其特征在于，当查询条件为单个查询条件时，

a)各计算节点分别将条件位图拆分为属性笛卡尔积内的元素所对应的位串，并将拆分得到的位串转换为相应的排序值建立一目标排序值集合；

b)生成长度等于B的全0位串cb，并将属于目标排序值集合内的位置为1；

c)检查逻辑按位与eb&cb的计算结果是否为0，其中eb表示该计算节点上的指示位图；

d)如果为0则在该计算节点上直接返回空集作为计算结果；

e)否则，搜索该计算节点的局部B⁺树并找到对应的叶子节点及其上附着的元组位图，一一检查元组位图中被置为1的位所对应的元组是否满足条件。

8.如权利要求1或7所述的云环境中基于分布式位图索引的查询方法，其特征在于，当查询条件为多个查询条件时，

ⅰ)依照单个查询条件情况执行查询；

ⅱ)将步骤ⅰ)中根据各查询条件检索得到的元组位图按照原查询中条件的复合方式执行相应的按位逻辑操作，一一检查计算结果中被置为1的位所对应的元组是否满足条件；

ⅲ)最后向主节点返回所有满足条件的结果作为查询结果。

9.如权利要求1所述的云环境中基于分片位图索引的查询方法，其特征在于，条件位图是元组属性位串笛卡尔积内符合条件的元素所对应的位串的逻辑按位与。

10.如权利要求1所述的云环境中基于分片位图索引的查询方法，其特征在于，查询请求到达分布式数据节点时，通过比对指示位图来确定本数据节点是否包含目标元组，如果不存在，则直接返回空值作为该数据节点的查询结果，而无需执行检索任务。