CN108052569A

CN108052569A - 数据库访问方法、装置、计算机可读存储介质和计算设备

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Publication number: CN108052569A
Application number: CN201711286353.2A
Authority: CN
Inventors: 徐阳; 周正龙; 林峰平; 张孝山; 刘正方
Original assignee: SHENZHEN CITY KANGBIDA CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN CITY KANGBIDA CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2018-05-18

Abstract

本发明涉及数据库领域，提供了一种数据库访问方法、装置、计算机可读存储介质和计算设备，以提高数据库的整体访问效率。所述方法包括：在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存；监控数据库查询请求；根据数据库查询请求，从共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据；若从共享内存获取到数据库查询请求所请求查询的数据，则对从共享内存获取到的数据进行处理。本发明提供的技术方案一方面极大地减小了网络I/O的时间开销；另一方面，通过从内存去命中所请求查询的数据而不再访问磁盘，免去了磁盘I/O的时间开销，从而整体提升了数据库的访问效率。

Description

数据库访问方法、装置、计算机可读存储介质和计算设备

技术领域

本发明属于数据库领域，尤其涉及一种数据库访问方法、装置、计算机可读存储介质和计算设备。

背景技术

数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据指的是以一定的数据模型组织、描述和储存在一起、具有尽可能小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性的特点并可在一定范围内为多个用户共享。现有的数据库***从存储介质来分包括磁盘数据库(Disk Resident Database，DRDB)和内存数据库(MainMemoryDatabase，MMDB)，其中，DRDB的数据的主拷贝在磁盘上，数据库管理***为了向应用***提供存取服务，将用户需要访问的数据装入主存中，即对数据的管理是“基于磁盘的缓存技术”，而MMDB中，数据库的全部或活动事务存取的数据放于内存中，如此，事务对磁盘的访问完全取消了。

众所周知，磁盘相对于主存而言是极其低速的存储介质，且磁盘存取速度还和欲存取的数据的物理位置和当前磁头状态有关。此外，无论是在操作***(OS)层，还是数据库管理***层，管理缓存(cache)或缓冲(buffer)，都需要付出较大的代价(时间和/或空间代价，尤以时间代价为甚)。而对于MMDB，在设备断电时数据将会丢失，数据容量受主存大小限制，无法实现主、备机同步，且无法和市场上的关系型数据库配合工作。

综上所述，现有的磁盘数据库和内存数据库各有其固有缺陷。

发明内容

本发明提供一种数据库访问方法、装置、计算机可读存储介质及计算设备，以提高数据库的整体访问效率。

本发明第一方面提供了一种数据库访问方法，所述方法包括：

在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存；

监控数据库查询请求；

根据所述数据库查询请求，从所述共享内存获取所述数据库查询请求所请求查询的数据；

若从所述共享内存获取到所述数据库查询请求所请求查询的数据，则对从所述共享内存获取到的数据进行处理。

结合本发明第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存，包括：

将所述磁盘数据库中的模型数据加载至所述本地设备的共享内存；

在所述本地设备的共享内存中建立与所述磁盘数据库中数据表的字段索引对应的索引。

结合本发明第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，所述根据所述数据库查询请求，从所述共享内存获取所述数据库查询请求所请求查询的数据，包括：

判断所述数据库查询请求所请求查询的数据是否位于所述本地设备的共享内存；

若所述数据库查询请求所请求查询的数据位于所述本地设备的共享内存，则将所述共享内存映射至用户进程空间，从所述本地设备的共享内存查询所述数据库查询请求所请求查询的数据。

结合本发明第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述方法还包括：

若所述数据库查询请求所请求查询的数据不在所述本地设备的共享内存，则将所述数据库查询请求转发给与所述数据库查询请求对应的服务。

本发明第二方面提供了一种数据库访问装置，所述装置包括：

数据迁移模块，用于在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存；

监控模块，用于监控数据库查询请求；

数据获取模块，用于根据所述数据库查询请求，从所述共享内存获取所述数据库查询请求所请求查询的数据；

数据处理模块，用于若从所述共享内存获取到所述数据库查询请求所请求查询的数据，则对从所述共享内存获取到的数据进行处理。

结合本发明第二方面，在第二方面的第一种实施方式中，所述数据迁移模块包括：

加载单元，用于将所述磁盘数据库中的模型数据加载至所述本地设备的共享内存；

建立单元，用于在所述本地设备的共享内存中建立与所述磁盘数据库中数据表的字段索引对应的索引。

结合本发明第二方面，在第二方面的第二种实施方式中，所述数据获取模块包括：

判断单元，用于判断所述数据库查询请求所请求查询的数据是否位于所述本地设备的共享内存；

查询单元，用于若所述数据库查询请求所请求查询的数据位于所述本地设备的共享内存，则将所述共享内存映射至用户进程空间，从所述本地设备的共享内存查询所述数据库查询请求所请求查询的数据。

结合本发明第二方面的第二种实施方式，在第二方面的第三种实施方式中，所述装置包括：

转发模块，用于若所述数据库查询请求所请求查询的数据不在所述本地设备的共享内存，则将所述数据库查询请求转发给与所述数据库查询请求对应的服务。

本发明第三方面提供了一种计算设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

监控数据库查询请求；

结合本发明第三方面，在第三方面的第一种实施方式中，所述在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存，包括：

结合本发明第三方面，在第三方面的第二种实施方式中，所述根据所述数据库查询请求，从所述共享内存获取所述数据库查询请求所请求查询的数据，包括：

结合本发明第三方面的第二种实施方式，在第三方面的第三种实施方式中，所述方法还包括：

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下方法的步骤：

监控数据库查询请求；

结合本发明第四方面，在第四方面的第一种实施方式中，所述在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存，包括：

结合本发明第四方面，在第四方面的第二种实施方式中，所述根据所述数据库查询请求，从所述共享内存获取所述数据库查询请求所请求查询的数据，包括：

结合本发明第四方面的第二种实施方式，在第四方面的第三种实施方式中，所述方法还包括：

从上述本发明提供的技术方案可知，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存，并根据数据库查询请求，从共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据，因此，一方面，能在本地数据库查询到的数据即在本地数据库查询，而不通过网络查询，极大地减小了网络I/O的时间开销；另一方面，内存的访问速度要远远快于磁盘的访问速度，通过从内存去命中所请求查询的数据而不再访问磁盘，免去了磁盘I/O的时间开销，从而整体提升了数据库的访问效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的数据库访问方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的数据库访问装置的结构示意图；

图3是本发明另一实施例提供的数据库访问装置的结构示意图；

图4是本发明另一实施例提供的数据库访问装置的结构示意图；

图5是本发明另一实施例提供的数据库访问装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的计算设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

附图1是本发明实施例提供的数据库访问方法的实现流程示意图，主要包括以下步骤S101至S104，以下详细说明：

S101，在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存。

需要说明的是，本发明的技术方案可应用于数据量不多，例如电力行业、监控行业等行业的数据库***，这些数据在从磁盘数据库迁移至本地设备的共享内存时，可从磁盘整体迁移到共享内存中，数据量一般不超过设备的主存大小。另需说明的是，所谓的本地设备，是指客户端和服务端均位于同一台服务器，该客户端向服务端发送数据库查询请求时，该同一台服务器于客户端或服务端而言就是本地设备。

作为本发明一个实施例，在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存可通过如下步骤S1011至步骤S1012：

S1011，将磁盘数据库中的模型数据加载至本地设备的共享内存。

所谓模型数据，是以数据模型(Data Model)来描述的数据，而数据模型是数据特征的抽象，数据(Data)是描述事物的符号记录，模型(Model)是现实世界的抽象，数据模型从抽象层次上描述了***的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库***的信息表示与操作提供了一个抽象的框架，数据模型所描述的内容包括数据结构、数据操作和数据约束等。当将磁盘数据库中的模型数据加载至本地设备的共享内存时，直接将模型数据转换成数据表，从而形成内存数据库。

S1012，在本地设备的共享内存中建立与磁盘数据库中数据表的字段索引对应的索引。

公知的常识是，为了查询的方便，磁盘数据库中数据表的字段都会有一个索引，例如B+树索引。在本发明实施例中，在本地设备的共享内存中建立与磁盘数据库中数据表的字段索引对应的索引，即，磁盘数据库中数据表的字段S具有索引I时，在将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存后，也在本地设备的共享内存中为字段S建立索引I。

S102，监控数据库查询请求。

在本发明实施例中，可以启动一个网络服务，例如TCP服务来监听数据库查询请求。

S103，根据数据库查询请求，从本地设备的共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据。

作为本发明一个实施例，根据数据库查询请求，从本地设备的共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据可以通过如下步骤S1031和步骤S1032实现：

S1031，判断数据库查询请求所请求查询的数据是否位于本地设备的共享内存。

需要说明的是，在本发明实施例中，数据库查询请求携带所要查询的数据库的名称或ID以及数据表的名称或ID等信息，因此，可以根据数据库查询请求携带的这些信息，判断数据库查询请求所请求查询的数据是否位于本地设备的共享内存即本地设备的内存数据库。

S1032，若数据库查询请求所请求查询的数据位于本地设备的共享内存，则将本地设备的共享内存映射至用户进程空间，从本地设备的共享内存查询数据库查询请求所请求查询的数据。

在本发明实施例中，可调用***的应用程序接口(Application ProgrammingInterface，API)，通过其中包含共享内存名称的参数来将本地设备的共享内存映射至用户进程空间。如前所述，在本地设备的共享内存中建立了与磁盘数据库中数据表的字段索引对应的索引，因此，在将本地设备的共享内存映射至用户进程空间后，可根据这些索引，从本地设备的共享内存查询数据库查询请求所请求查询的数据。

S104，若从本地设备的共享内存获取到数据库查询请求所请求查询的数据，则对从本地设备的共享内存获取到的数据进行处理。

在本发明实施例中，对从本地设备的共享内存获取到的数据进行处理包括对实时数据库的查询或修改以及对商业数据库的查询或修改等，其中，若是要对实时数据库，例如内存数据库修改，则可将修改的数据回写到磁盘数据库，在是对主机的内存数据库修改时，若需要主机和备用机的数据库同步，则还需将修改的数据同步至备用机的数据库中。

从上述附图1示例的数据库访问方法可知，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存，并根据数据库查询请求，从共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据，因此，一方面，能在本地数据库查询到的数据即在本地数据库查询，而不通过网络查询，极大地减小了网络I/O的时间开销；另一方面，内存的访问速度要远远快于磁盘的访问速度，通过从内存去命中所请求查询的数据而不再访问磁盘，免去了磁盘I/O的时间开销，从而整体提升了数据库的访问效率。

图2是本发明实施例提供的数据库访问装置的示意图，主要包括数据迁移模块201、监控模块202、数据获取模块203和数据处理模块204，详细说明如下：

数据迁移模块201，用于在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存；

监控模块202，用于监控数据库查询请求；

数据获取模块203，用于根据数据库查询请求，从本地设备的共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据；

数据处理模块204，用于若从本地设备的共享内存获取到数据库查询请求所请求查询的数据，则对从本地设备的共享内存获取到的数据进行处理。

需要说明的是，本发明实施例提供的装置，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

附图2示例的数据迁移模块201可以包括加载单元301和建立单元302，如附图3示例的数据库访问装置，其中：

加载单元301，用于将磁盘数据库中的模型数据加载至本地设备的共享内存；

建立单元302，用于在本地设备的共享内存中建立与磁盘数据库中数据表的字段索引对应的索引。

附图2示例的数据获取模块203可以包括判断单元401和查询单元402，如附图4示例的数据库访问装置，其中：

判断单元401，用于判断数据库查询请求所请求查询的数据是否位于本地设备的共享内存；

查询单元402，用于若数据库查询请求所请求查询的数据位于本地设备的共享内存，则将本地设备的共享内存映射至用户进程空间，从本地设备的共享内存查询数据库查询请求所请求查询的数据。

附图4示例的数据库访问装置可以包括转发模块501，如附图5示例的数据库访问装置。转发模块501用于若数据库查询请求所请求查询的数据不在本地设备的共享内存，则将数据库查询请求转发给与数据库查询请求对应的服务。

图6是本发明一实施例提供的计算设备的结构示意图。如图6所示，该实施例的计算设备6包括：处理器60、存储器61以及存储在存储器61中并可在处理器60上运行的计算机程序62，例如数据库访问方法的程序。处理器60执行计算机程序62时实现上述数据库访问方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，处理器60执行计算机程序62时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示数据迁移模块201、监控模块202、数据获取模块203和数据处理模块204的功能。

示例性的，数据库访问方法的计算机程序62主要包括：在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存；监控数据库查询请求；根据数据库查询请求，从本地设备的共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据；若从本地设备的共享内存获取到数据库查询请求所请求查询的数据，则对从本地设备的共享内存获取到的数据进行处理。计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器61中，并由处理器60执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序62在计算设备6中的执行过程。例如，计算机程序62可以被分割成数据迁移模块201、监控模块202、数据获取模块203和数据处理模块204的功能(虚拟装置中的模块)，各模块具体功能如下：数据迁移模块201，用于在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存；监控模块202，用于监控数据库查询请求；数据获取模块203，用于根据数据库查询请求，从本地设备的共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据；数据处理模块204，用于若从本地设备的共享内存获取到数据库查询请求所请求查询的数据，则对从共享内存获取到的数据进行处理。

计算设备6可包括但不仅限于处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是计算设备6的示例，并不构成对计算设备6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器61可以是计算设备6的内部存储单元，例如计算设备6的硬盘或内存。存储器61也可以是计算设备6的外部存储设备，例如计算设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器61还可以既包括计算设备6的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器61用于存储计算机程序以及计算设备所需的其他程序和数据。存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/计算设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/计算设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，数据库访问方法的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤，即，在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存；监控数据库查询请求；根据数据库查询请求，从本地设备的共享内存获取数据库查询请求所请求查询的数据；若从本地设备的共享内存获取到数据库查询请求所请求查询的数据，则对从本地设备的共享内存获取到的数据进行处理。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种数据库访问方法，其特征在于，所述方法包括：

监控数据库查询请求；

2.如权利要求1所述数据库访问方法，其特征在于，所述在服务启动时，将磁盘数据库中的数据迁移至本地设备的共享内存，包括：

3.如权利要求1所述数据库访问方法，其特征在于，所述根据所述数据库查询请求，从所述共享内存获取所述数据库查询请求所请求查询的数据，包括：

4.如权利要求3所述数据库访问方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种数据库访问装置，其特征在于，所述装置包括：

监控模块，用于监控数据库查询请求；

6.如权利要求5所述数据库访问装置，其特征在于，所述数据迁移模块包括：

7.如权利要求5所述数据库访问装置，其特征在于，所述数据获取模块包括：

8.如权利要求7所述数据库访问装置，其特征在于，所述装置还包括：

9.一种计算设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任意一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任意一项所述方法的步骤。