CN116975097A - 一种数据查询的方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种数据查询的方法、装置、存储介质及电子设备，预先建立索引树，各节点中存储的信息至少包括：各节点包含的页标识对应的数据页中的数据标识、各节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态、各节点包含的页标识对应的数据页的物理地址。当接收数据查询请求时，根据待查询数据的标识，确定待查询数据所在的目标数据页在索引树中的节点。当该节点存储的目标数据页未缓存，在该节点存储的物理地址中读取该目标数据页，并缓存该目标数据页。更新该节点中的目标数据页的缓存状态，确定数据查询结果。当该节点存储的目标数据页已缓存，更新目标数据页的缓存位置，确定查询结果。该方法可增加缓存命中率，提高数据查询效率。

Description

一种数据查询的方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种数据查询的方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

随着互联网的飞速发展，生活中时刻都有大量的数据产生，要对数据进行组织、存储以及管理，使得数据不混乱以方便人们使用。例如：在某家金融机构，需要实时记录证券行情，以使人对各证券交易有一个清楚的认识，进而进行合理的投资，或者进行规律的统计等等，因此可构建一个时序数据库对数据进行组织存储，进而可通过该时序数据库对数据进行查询等。

一般的，数据库中的数据存放在计算机的磁盘中，但是由于从磁盘中读取数据的速度比从缓存中读取数据的速度慢的多，因此可将一些“常用的”数据从磁盘加载到缓存中，以提高计算机读取数据的速度。但是磁盘的容量比缓存大的多，并不能将磁盘中的所有数据都加载到缓存中，因此缓存中的数据要进行实时的更新，以将最“常用的”数据保存在缓存中。

基于此，本申请说明书提供了一种数据查询的方法。

发明内容

本说明书提供一种数据查询的方法、装置、存储介质及电子设备，以至少部分的解决现有技术存在的上述问题。

本说明书采用下述技术方案：

本说明书提供了一种数据查询的方法，预先建立用于查询数据页的索引树，所述索引树包含的节点中包含至少一个数据页的页标识，且针对每个节点，该节点存储的信息至少包括：该节点包含的页标识对应的数据页中的数据标识、该节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态、该节点包含的页标识对应的数据页的物理地址；所述方法包括：

接收数据查询请求，其中，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识；

在所述索引树包含的各节点中，查询所述待查询数据所在的数据页对应的节点，作为目标节点，并将所述待查询数据所在的数据页作为目标数据页；

当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页未缓存时，从所述目标节点存储的所述目标数据页的物理地址中读取所述目标数据页，并缓存读取的所述目标数据页，更新所述节点中所述目标数据页的缓存状态，并在所述读取的所述目标数据页中确定查询结果；

当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页已缓存时，更新所述目标数据页的缓存位置，并根据已缓存的所述目标数据页，确定查询结果。

可选地，缓存读取的所述目标数据页，具体包括：

将所述读取的所述目标数据页***到冷缓存队列中。

可选地，将所述读取的所述目标数据页***到冷缓存队列中，具体包括：

若冷缓存队列已满，则将所述缓存队列中第一指定位置的数据页删除，并将所述读取的所述目标数据页***到所述冷缓存队列中。

可选地，更新所述目标数据页的缓存位置，具体包括：

当确定所述目标数据页在冷缓存队列时，则将所述冷缓存队列中的所述目标数据页移动到温缓存队列中；

当确定所述目标数据页在所述温缓存队列时，则将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中；

当确定所述目标数据页在所述热缓存队列时，则将所述目标数据页移动到所述热缓存队列的中的第二指定位置。

可选地，将所述冷缓存队列中的所述目标数据页移动到温缓存队列中，具体包括：

若所述温缓存队列已满，则将所述温缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述冷缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述温缓存队列中；

将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中，具体包括：

若所述热缓存队列已满，则将所述热缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述温缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述热缓存队列中。

可选地，所述缓存状态包括数据页的缓存地址；

根据已缓存的所述目标数据页，确定查询结果，具体包括：

根据所述缓存状态中的所述目标数据页的缓存地址，确定已缓存的所述目标数据页；

根据所述已缓存的目标数据页，确定查询结果。

可选地，确定查询结果，具体包括：

根据所述目标数据页中的数据标识，将所述目标数据页中各数据标识划分为至少两个标识区间；

确定所述待查询数据的标识所在的目标标识区间，并在所述目标标识区间对应的各数据中，确定查询结果。

可选地，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识为两个以上。

本说明书提供了一种数据查询的装置，包括：

构建模块，用于预先建立用于查询数据页的索引树，所述索引树包含的节点中包含至少一个数据页的页标识，且针对每个节点，该节点存储的信息至少包括：该节点包含的页标识对应的数据页中的数据标识、该节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态、该节点包含的页标识对应的数据页的物理地址；

接收模块，用于接收数据查询请求，其中，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识；

查询模块，用于在所述索引树包含的各节点中，查询所述待查询数据所在的数据页对应的节点，作为目标节点，并将所述待查询数据所在的数据页作为目标数据页；

执行模块，用于当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页未缓存时，从所述目标节点存储的所述目标数据页的物理地址中读取所述目标数据页，并缓存读取的所述目标数据页，更新所述节点中所述目标数据页的缓存状态，并在所述读取的所述目标数据页中确定查询结果；当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页已缓存时，更新所述目标数据页的缓存位置，并根据已缓存的所述目标数据页，确定查询结果。

可选地，所述执行模块具体用于，将所述读取的所述目标数据页***到冷缓存队列中。

可选地，所述执行模块具体用于，若冷缓存队列已满，则将所述缓存队列中第一指定位置的数据页删除，并将所述读取的所述目标数据页***到所述冷缓存队列中。

可选地，所述执行模块具体用于，当确定所述目标数据页在冷缓存队列时，则将所述冷缓存队列中的所述目标数据页移动到温缓存队列中；当确定所述目标数据页在所述温缓存队列时，则将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中；当确定所述目标数据页在所述热缓存队列时，则将所述目标数据页移动到所述热缓存队列的中的第二指定位置。

可选地，所述执行模块具体用于，若所述温缓存队列已满，则将所述温缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述冷缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述温缓存队列中；将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中，具体包括：若所述热缓存队列已满，则将所述热缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述温缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述热缓存队列中。

可选地，所述缓存状态包括数据页的缓存地址；

所述执行模块具体用于，根据所述缓存状态中的所述目标数据页的缓存地址，确定已缓存的所述目标数据页；根据所述已缓存的目标数据页，确定查询结果。

可选地，所述执行模块具体用于，根据所述目标数据页中的数据标识，将所述目标数据页中各数据标识划分为至少两个标识区间；确定所述待查询数据的标识所在的目标标识区间，并在所述目标标识区间对应的各数据中，确定查询结果。

可选地，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识为两个以上。

本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述数据查询的方法。

本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述数据查询的方法。

本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

在本说明书提供的数据查询的方法中，预先构建用于查询数据页的索引树，每个节点包含至少一个数据页的页标识，且针对每个节点，该节点中存储的信息至少包括该节点包含的页标识对应的数据页中的数据标识、该节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态、该节点包含的页标识对应的数据页的物理地址。以在接收数据查询请求时，可基于该索引树，对待查询数据所在的目标数据页进行缓存或者更新目标数据页的缓存位置，并根据目标数据页，确定数据查询结果。

从上述方法中可以看出，通过预先构建的以数据页为基本操作单元的索引树，在进行数据查询时，可先确定待查询数据所在的数据页，进而在数据页中定位待查询数据。且在定位待查询数据的同时，可以以数据页为基本操作单元对各数据页进行缓存或者更新数据页的缓存位置，增加了缓存命中率，提高了数据查询效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附

图中：

图1为本说明书提供的索引树的示意图；

图2为本说明书中一种数据查询的方法的流程示意图；

图3为本说明书提供的数据页的包头示意图；

图4为本说明书提供的一种数据查询的装置示意图；

图5为本说明书提供的对应于图2的电子设备示意图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都属于说明书保护的范围。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。

在各种不同的应用场景中，在对数据进行组织、存储以及管理时，都可构建数据库对数据进行组织存储，进而可通过数据库对数据进行查询。且由于从磁盘中读取数据的速度比从缓存中读取数据的速度慢，因此可将一些“常用”数据从磁盘加载到缓存中，以提高数据的读取速度。基于此，本说明书提供了一种数据查询的方法，可提高数据查询效率，且能确定出更为精准的“常用”数据放入缓存中，即增加缓存命中率。

执行本申请说明书中技术方案的执行主体为承载数据库的计算设备(如：服务器)，可由该承载数据库的计算设备提供数据查询服务。为了方便描述，现以该计算设备为执行主体进行本申请技术方案的说明。

一般的，缓存和磁盘进行数据交换的最小单元是数据页(Page)，而在进行某次数据的查询时，待查询数据不一定是整个数据页的内容，在根据查询数据进行数据缓存时，缓存的也只是磁盘中的该次查询的数据。且一个数据页中存储的数据有很大的关联性，或者说，一个数据页中的数据是Key值相近的数据，当该数据页中的某个或者某些数据被查询，该数据页中剩余的数据也有极大的可能被查询，尤其是当待查询的数据为两个以上且待查询数据的Key值相近时，一个数据页会被多次读取。因此在本说明书的一个或多个实施例中，可先在该计算设备中预先构建用于查询数据页的索引树，以使在进行数据查询时，可以以数据页为最小单元进行数据的查询与缓存，以提高数据查询效率，增加缓存命中率。

并且，该索引树的节点中包含至少一个数据页的页标识，且针对每个节点，该节点存储的信息至少包括：该节点包含的页标识对应的数据页中的数据标识、该节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态、该节点包含的页标识对应的数据页的物理地址。其中，数据页中数据标识可为各数据的主键，数据页的缓存状态用以表明数据页是否在缓存中，数据页的物理地址表示数据页在磁盘中的位置。

此外，具体如何构建索引树已是较为成熟的技术，具体本说明书不再赘述，且该索引树的选型可为B Tree、B+Tree、LSM-Tree等等，具体本说明书不做限制。但是需要说明的是，在本说明书的一个或多个实施例中，该索引树是以数据页为最小操作单元构建的，而不是以数据为最小操作单元构建的。其中，页标识可为各数据页的编号，且由于各数据页是按照数据标识(如：数据的主键)排序的，因此也可在各数据页的数据标识中选出一个数据标识，用以表示该数据页，即作为该数据页的页标识，具体本说明书不做限制。

现以B+树为例，提供索引树示意图，假设每个数据页最大容量为3个数据，且一共有8个数据项，各数据项的值(Value)为A、B、C、D、E、F、G、H，对应的数据标识(Key)分别为a、b、c、d、e、f、g、h，数据页1中的数据项为：(a，A)、(b，B)，数据页2中的数据项为：(c，C)、(d，D)、(e，E)，数据页3中的数据项为：(f，F)、(g，G)、(h，H)。如图1所示，图1为本申请说明书提供的索引树的示意图。根据该3个数据页构建的B+树，根节点存储有数据标识a、c、f，分别对应于数据页1、2、3，即B+树的根节点存储3个数据页的数据中的数据标识的最小值，根节点的3个子节点(即叶子结点)存储所有数据以及数据对应的数据标识。当接收到数据查询请求时候，假设待查询数据的数据标识为d，则在该B+树中先查询根节点，数据标识d小于根节点中的数据标识f，因此在数据标识c对应的下一节点中查找数据标识d，在该B+树中，c所在的节点的下一节点为叶子节点，则在c对应的数据页2中查找数据标识d对应的数据即可。

当然，图1中的索引树仅仅是一种示例，根据上述的8个数据项可构建出的B+树还有其他形式，且也可构建其他类型的索引树。并且，对于该B+树而言，在本说明书的一个或多个实施例中，B+树的叶子节点也可以管理多个数据页的数据，也就是说，每个叶子节点可存储多个数据页的数据。

图2为本说明书提供的一种数据查询的方法的流程示意图，具体可包括以下步骤：

S100：接收数据查询请求，其中，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识。

S102：在所述索引树包含的各节点中，查询所述待查询数据所在的数据页对应的节点，作为目标节点，并将所述待查询数据所在的数据页作为目标数据页。

在本说明书的一个或多个实施例中，该查询请求可为其他计算设备发送给该计算设备的，该查询请求也可为该计算设备中的客户端在运行时发起的。该计算设备中有预先构建的索引树，因此在接收到数据查询请求时，该计算设备可基于预先构建的索引树进行数据查询。具体的，该索引树的各节点可存储数据页中的数据标识的最大值和最小值。但是由于各数据页中的数据都是有序排列的，因此为了节约存储空间，各节点可仅存储数据标识中的最大值或最小值，仅存储数据标识中的最大值或最小值就可以确定待查询数据所在的数据页，以及所在的数据页对应的节点。

例如：假设数据页1中的数据为：A、B、C，各数据对应的数据标识分别为：a、b、c，则该数据页对应的节点仅存储a与c即可，无论待查询数据的标识是什么，都可确定该标识是否在区间[a，c]中，即是否在数据页1中。

则该计算设备可根据数据查询请求中携带的待查询数据的标识，在索引树的各节点中，确定待查询数据所在的数据页对应的节点，并将该节点作为目标节点，将待查询数据所在的数据页作为目标数据页，以在后续步骤中根据目标节点存储的信息确定查询结果以及进行数据的缓存。

S104：确定所述目标数据页是否缓存，若否，执行步骤S106，若是，执行步骤S108。

S106：当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页未缓存时，从所述目标节点存储的所述目标数据页的物理地址中读取所述目标数据页，并缓存读取的所述目标数据页，更新所述节点中所述目标数据页的缓存状态，并在所述读取的所述目标数据页中确定查询结果。

S108：当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页已缓存时，更新所述目标数据页的缓存位置，并根据已缓存的所述目标数据页，确定查询结果。

由于该索引树的各节点中存储有各节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态，因此在确定出目标节点后，可根据目标节点中存储的目标数据页的缓存状态，确定目标数据页是否在缓存中，以确定是在缓存中进行数据查询还是在磁盘中进行数据查询。

在本说明书的一个或多个实施例中，当计算设备根据目标节点中存储的目标数据页的缓存状态，确定目标数据页未缓存时，则可从目标节点存储的目标数据页的物理地址中读取该目标数据页，并缓存该目标数据页。并且，该计算设备可在读取的该目标数据页中，确定查询结果。

需要说明的是，在缓存该目标数据页时，可通过在缓存中预先设置的缓存队列来缓存目标数据页。也就是说，在根据目标数据页的物理地址从磁盘中将该目标数据页读取出来之后，可将该目标数据页***到该缓存队列中。也就是说，本说明书实施例中缓存队列的基本操作单元是数据页，即缓存队列中存储的数据的最小单元是数据页。

此外，由于目标数据页已经从磁盘中缓存到了缓存的缓存队列中，因此该计算设备可更新目标节点中的该目标数据页的缓存状态，以使得再次进行数据查询时，可直接基于更新后的该目标节点中的缓存状态，在缓存中的该目标数据页的数据中，确定查询结果。

在本说明书的一个或多个实施例中，为了准确定位目标数据页在缓存中的位置，该缓存状态包括数据页的缓存地址，该缓存地址表示数据页在缓存中的位置，以便当确定目标数据页已缓存时，可根据该缓存地址直接找到该目标数据页。

具体的，当该计算设备根据目标节点中存储的目标数据页的缓存状态，确定目标数据页已缓存时，可以根据该缓存状态中的目标数据页的缓存地址确定出目标数据页，进而可以以数据页为基本操作单元更新目标数据页的缓存位置。其中，该缓存位置表示目标数据页在缓存队列中的位置。也就是说，当缓存队列中已经存在该目标数据页时，可变动该目标数据页在缓存队列中的位置。因为该目标数据页是现在正要被查询的数据页，该数据页的“热度”或者说是“常用”度得要比其他没有被查询到的数据页高。例如：假设定义“常用”数据页的规则是：最近使用时间，也就是说，按照各数据页被查询的时间的远近来表征数据页的“常用”度，则该目标数据页可放在该缓存队列的队首。

然后，在确定目标数据页已缓存时，该计算设备可直接根据已缓存的目标数据页，确定查询结果。

基于图2所示本说明书提供的上述数据查询的方法中，承载数据库的计算设备中预先构建的管理各数据页的索引树，即以数据页为基本操作单元在承载数据库的计算设备中构建索引树，然后在进行数据查询时，可基于该索引树确定待查询数据所在的数据页，进而在数据页中定位待查询数据，而不需要通过查询每个数据页中的每个数据确定待查询数据，提高了数据查询效率。且在定位待查询数据的同时，可以以数据页为基本操作单元对各数据页进行缓存或者更新各数据页的缓存位置，而不是针对单个数据进行缓存或者更新缓存位置，增加了缓存命中率，尤其是当各待查询数据的标识相近时，增加了缓存命中率的效果更为显著。

且，由于本说明书提供的索引树是以数据页为基本操作单元构建的，因此相比于以数据为基本操作单元构建的索引树，本说明书提供的索引树的规模更小，即占用的缓存和/或磁盘空间更小。

此外，数据查询请求中携带待查询数据的标识可为两个以上，此时，提高数据查询效率以及提高缓存命中率的效果更为显著。例如，当数据页1中的数据标识为a～c，待查询数据的标识为a、c，假设缓存中未缓存任何数据，首先查询数据标识为a的数据，在磁盘中确定出数据页1后，此时缓存整个数据页1，则在下次查询数据标识为c的数据时，可直接在缓存中缓存的数据页1中查询。而若是只缓存数据标识为a的数据，则在查询数据标识为a的数据时，需要再次读取磁盘中的该数据页1。

显然，以数据页为基本操作单元的数据查询速度更快，且以数据页为基本操作单元构建的缓存队列的缓存命中率更高。

进一步的，在确定出待查询数据所在的磁盘或者缓存中的目标数据页后，要确定查询结果，此时可将目标数据页中的数据与待查询数据进行循环匹配，确定查询结果。例如：假设目标数据页中的数据标识为1、2、3、4、5和6，待查询数据的标识为5，则可将待查询数据的标识5与该数据页中的数据标识1～6依次匹配，确定出数据标识5对应的数据为查询结果。

此外，由于数据页中的数据是按照顺序排列的，因此为了进一步提高数据查询效率，可对待查询数据进行分段查询。则可根据目标数据页中的数据标识，将目标数据页中数据标识划分为至少两个标识区间，然后确定待查询数据的标识所在的目标标识区间，并在目标标识区间对应的各数据中，确定查询结果。例如：目标数据页中的数据标识为1～6，则可将该目标数据页划分为[1，3]与[4，6]两个标识区间，进而确定待查询数据的标识5所在的目标表示区间为[4，6]，在该目标标识区间对应的数据中，确定查询结果即可。

更进一步的，在本说明书的一个或多个实施例中，在缓存中预先构建的缓存队列可以为：冷缓存队列，温缓存队列，热缓存队列。其中，冷缓存队列用以保存首次从磁盘中读取的数据页以及从温缓存队列中删除的数据页，温缓存队列用以保存冷缓存队列中被读取的数据页以及从热缓存队列中删除的数据页，热缓存队列用以保存温缓存队列中被读取的数据页。这些缓存队列都是以数据页为基本操作单元构建的，通过设置不同类型的缓存队列，可以解决偶发性的查询以及周期性的批量查询带来的缓存命中率低下的问题。

则在上述步骤S106中，当确定目标数据页未缓存时，则根据目标节点中存储的物理地址从磁盘中读取目标数据页后，可将该目标数据页***到冷缓存队列中。若冷缓存队列已满，则将冷缓存队列中第一指定位置的数据页删除，然后将读取的该目标数据页***到冷缓存队列中。

在上述步骤S108中，当确定目标数据页已缓存时，且当确定该目标数据页在冷缓存队列时，将冷缓存队列中的目标数据页移动到温缓存队列中，当确定目标数据页在温缓存队列时，将温缓存队列中目标数据页移动到热缓存队列中，当确目标数据页在热缓存队列时，则将目标数据页移动到热缓存队列的中的第二指定位置。

并且，当温缓存队列已满时，可将温缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到冷缓存队列中，并将读取的目标数据页***到温缓存队列中。当热缓存队列已满，可将热缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到温缓存队列中，并将读取的目标数据页***到热缓存队列中。

需要说明的是，根据队列先进先出的特性，第一指定位置可为各缓存队列的队尾，第二指定位置可为热缓存队列的队首。且在将该目标数据页***或者移动到不同类型的缓存队列中时，可将其***或者移动到缓存队列的队首。

且，由于有效的“常用”数据页相对较少，因此可按照3：2：1的比例设置冷缓存队列、温缓存队列、热缓存队列的大小。

另外，在本说明书的一个或多个实施例中，由于双向链表中的每个数据页都有前驱指针与后继指针，以便快速访问各数据页对应的前驱页面和后继页面，因此为了便于进行数据页的***与删除，以及为了方便地对各数据页进行移动，可通过双向链表来实现该计算设备中的缓存队列。

则针对缓存队列中的每个其他数据页，需将该其他数据页的前驱指针和后继指针指向新的页面。例如：假设冷缓存队列中原有(其他)数据页2、3、4，且根据目标数据页1的物理地址从磁盘中读取该目标数据页1，将目标数据页***到冷缓存队列的队首(即数据源页2所在的位置)，则将数据页2的前驱指针赋予该目标数据页1，并将该目标数据页1的后继指针指向数据页2，且数据页2的前驱指针指向该目标数据页1。

而对于缓存队列中的数据页的删除，即当缓存队列已满时，可将被删除数据页的前驱指针和后继指针相连接即可。例如：假设缓存队列中原有数据页2、3、4，当删除数据页3时，可将数据页2的后继指针与数据页4的前驱指针连接，也就是说，将数据页2的后继指针指向数据页4，将数据页4的前驱指针指向数据页2。当删除数据页4时，使数据页3的后继指针指向队尾即可。当删除数据页2时，使数据页3的前驱指针指向队首即可。

此外，在本说明书的一个或多个实施例中，由于设置有不同类型的缓存队列(冷缓存队列、温缓存队列、热缓存队列)，因此为了准确的定位目标数据页在缓存队列中的位置，则针对缓存中的每个数据页，该数据页的包头中包含该数据页的缓存位置。其中，该缓存位置包括：数据页所在的缓存队列的类型、数据页在缓存队列中的位置。

其中，该缓存位置可设置在数据页的包头，如图3所示，假设数据页大小为4kb，则可在数据页的头部位置设置一个大小为128byte的包头。以便根据该包头中的缓存位置定位该目标数据页，且当再次查询的数据为缓存中的数据时，可更新包头中的该次查询的数据所在的数据页的缓存位置。并且，该数据页的大小也可为16kb、64kb等等，包头的大小可为32byte、64byte等等，包头和数据页的具体大小本说明书不做限制。

并且，当一条数据的长度大于一个数据页的容量时，也就是说，需要多个页面存储一条数据时，可在数据页的包头中保存下一页面的指针，以保证在查询时可以获取完整数据。

基于上述内容所述的数据查询的方法，本说明书实施例还对应的提供一种用于数据查询的装置示意图，如图4所示。

图4为本说明书实施例提供的一种用于数据查询的装置的示意图，所述装置包括：

构建模块200，用于预先建立用于查询数据页的索引树，所述索引树包含的节点中包含至少一个数据页的页标识，且针对每个节点，该节点存储的信息至少包括：该节点包含的页标识对应的数据页中的数据标识、该节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态、该节点包含的页标识对应的数据页的物理地址；

接收模块202，用于接收数据查询请求，其中，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识；

查询模块204，用于在所述索引树包含的各节点中，查询所述待查询数据所在的数据页对应的节点，作为目标节点，并将所述待查询数据所在的数据页作为目标数据页；

执行模块206，用于当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页未缓存时，从所述目标节点存储的所述目标数据页的物理地址中读取所述目标数据页，并缓存读取的所述目标数据页，更新所述节点中所述目标数据页的缓存状态，并在所述读取的所述目标数据页中确定查询结果；当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页已缓存时，更新所述目标数据页的缓存位置，并根据已缓存的所述目标数据页，确定查询结果。

可选地，所述执行模块206具体用于，将所述读取的所述目标数据页***到冷缓存队列中。

可选地，所述执行模块206具体用于，若冷缓存队列已满，则将所述缓存队列中第一指定位置的数据页删除，并将所述读取的所述目标数据页***到所述冷缓存队列中。

可选地，所述执行模块206具体用于，当确定所述目标数据页在冷缓存队列时，则将所述冷缓存队列中的所述目标数据页移动到温缓存队列中；当确定所述目标数据页在所述温缓存队列时，则将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中；当确定所述目标数据页在所述热缓存队列时，则将所述目标数据页移动到所述热缓存队列的中的第二指定位置。

可选地，所述执行模块206具体用于，若所述温缓存队列已满，则将所述温缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述冷缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述温缓存队列中；将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中，具体包括：若所述热缓存队列已满，则将所述热缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述温缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述热缓存队列中。

可选地，所述缓存状态包括数据页的缓存地址；

所述执行模块206具体用于，根据所述缓存状态中的所述目标数据页的缓存地址，确定已缓存的所述目标数据页；根据所述已缓存的目标数据页，确定查询结果。

可选地，所述执行模块206具体用于，根据所述目标数据页中的数据标识，将所述目标数据页中的数据划分到至少两个标识区间中；确定所述待查询数据的标识所在的目标标识区间，并在所述目标标识区间对应的各数据中，确定查询结果。

可选地，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识为两个以上。

本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述内容所述的数据查询的方法。

基于上述内容所述的数据查询的方法，本说明书实施例还提出了图5所示的电子设备的示意结构图。如图5，在硬件层面，该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述内容所述的数据查询的方法。

当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字***“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的***、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

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、***、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(***)、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。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本说明书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，本说明书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。

本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (18)

1.一种数据查询的方法，其特征在于，预先建立用于查询数据页的索引树，所述索引树包含的节点中包含至少一个数据页的页标识，且针对每个节点，该节点存储的信息至少包括：该节点包含的页标识对应的数据页中的数据标识、该节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态、该节点包含的页标识对应的数据页的物理地址；所述方法包括：

接收数据查询请求，其中，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识；

在所述索引树包含的各节点中，查询所述待查询数据所在的数据页对应的节点，作为目标节点，并将所述待查询数据所在的数据页作为目标数据页；

当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页未缓存时，从所述目标节点存储的所述目标数据页的物理地址中读取所述目标数据页，并缓存读取的所述目标数据页，更新所述节点中所述目标数据页的缓存状态，并在所述读取的所述目标数据页中确定查询结果；

当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页已缓存时，更新所述目标数据页的缓存位置，并根据已缓存的所述目标数据页，确定查询结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，缓存读取的所述目标数据页，具体包括：

将所述读取的所述目标数据页***到冷缓存队列中。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述读取的所述目标数据页***到冷缓存队列中，具体包括：

若冷缓存队列已满，则将所述缓存队列中第一指定位置的数据页删除，并将所述读取的所述目标数据页***到所述冷缓存队列中。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，更新所述目标数据页的缓存位置，具体包括：

当确定所述目标数据页在冷缓存队列时，则将所述冷缓存队列中的所述目标数据页移动到温缓存队列中；

当确定所述目标数据页在所述温缓存队列时，则将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中；

当确定所述目标数据页在所述热缓存队列时，则将所述目标数据页移动到所述热缓存队列的中的第二指定位置。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述冷缓存队列中的所述目标数据页移动到温缓存队列中，具体包括：

若所述温缓存队列已满，则将所述温缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述冷缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述温缓存队列中；

将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中，具体包括：

若所述热缓存队列已满，则将所述热缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述温缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述热缓存队列中。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓存状态包括数据页的缓存地址；

根据已缓存的所述目标数据页，确定查询结果，具体包括：

根据所述缓存状态中的所述目标数据页的缓存地址，确定已缓存的所述目标数据页；

根据所述已缓存的目标数据页，确定查询结果。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定查询结果，具体包括：

根据所述目标数据页中的数据标识，将所述目标数据页中各数据标识划分为至少两个标识区间；

确定所述待查询数据的标识所在的目标标识区间，并在所述目标标识区间对应的各数据中，确定查询结果。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识为两个以上。

9.一种数据查询的装置，其特征在于，所述装置具体包括：

构建模块，用于预先建立用于查询数据页的索引树，所述索引树包含的节点中包含至少一个数据页的页标识，且针对每个节点，该节点存储的信息至少包括：该节点包含的页标识对应的数据页中的数据标识、该节点包含的页标识对应的数据页的缓存状态、该节点包含的页标识对应的数据页的物理地址；

接收模块，用于接收数据查询请求，其中，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识；

查询模块，用于在所述索引树包含的各节点中，查询所述待查询数据所在的数据页对应的节点，作为目标节点，并将所述待查询数据所在的数据页作为目标数据页；

执行模块，用于当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页未缓存时，从所述目标节点存储的所述目标数据页的物理地址中读取所述目标数据页，并缓存读取的所述目标数据页，更新所述节点中所述目标数据页的缓存状态，并在所述读取的所述目标数据页中确定查询结果；当根据所述目标节点缓存状态，确定所述目标数据页已缓存时，更新所述目标数据页的缓存位置，并根据已缓存的所述目标数据页，确定查询结果。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述执行模块具体用于，将所述读取的所述目标数据页***到冷缓存队列中。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述执行模块具体用于，若冷缓存队列已满，则将所述缓存队列中第一指定位置的数据页删除，并将所述读取的所述目标数据页***到所述冷缓存队列中。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述执行模块具体用于，当确定所述目标数据页在冷缓存队列时，则将所述冷缓存队列中的所述目标数据页移动到温缓存队列中；当确定所述目标数据页在所述温缓存队列时，则将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中；当确定所述目标数据页在所述热缓存队列时，则将所述目标数据页移动到所述热缓存队列的中的第二指定位置。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述执行模块具体用于，若所述温缓存队列已满，则将所述温缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述冷缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述温缓存队列中；将所述温缓存队列中的所述目标数据页移动到热缓存队列中，具体包括：若所述热缓存队列已满，则将所述热缓存队列中的第一指定位置的数据页移动到所述温缓存队列中，并将所述读取的所述目标数据页***到所述热缓存队列中。

14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述缓存状态包括数据页的缓存地址；

所述执行模块具体用于，根据所述缓存状态中的所述目标数据页的缓存地址，确定已缓存的所述目标数据页；根据所述已缓存的目标数据页，确定查询结果。

15.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述执行模块具体用于，根据所述目标数据页中的数据标识，将所述目标数据页中各数据标识划分为至少两个标识区间；确定所述待查询数据的标识所在的目标标识区间，并在所述目标标识区间对应的各数据中，确定查询结果。

16.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述数据查询请求中携带待查询数据的标识为两个以上。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1-8任一所述的方法。

18.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-8任一所述的方法。