一种提供复制特性的分布式NOSQL数据库

摘要

本发明公开了一种提供复制特性的分布式NOSQL数据库。在每台复制组的主机上运行复制系统软件RepDB并与编程开发接口库Rep_client通过环回地址localhost实现进程间通信，RepDB在一个固定的端口上监听，RepDBclient使用TCP协议连接这个端口。RepDB与Rep_client之间有控制和数据两条通信链路。复制组中所有主机中RepDB的配置文件相同。主机间通过心跳报文进行信息传递，心跳信息在接收后立即处理。本机数据库有数据更新时将数据传递给组中的每个主机。在所有RepDB中选举一个协调者。用哈希树实现对各个RepDB的数据之间版本比较。本发明实现了多机间数据的复制与数据的一致性，具有较强的容错性，用于高可靠、高性能的环境中。

主权项

一种提供复制特性的分布式NOSQL数据库，其特征在于：在每台复制组的主机上运行复制系统软件RepDB ，系统软件RepDB提供编程开发接口库 Rep_client，RepDB与编程开发接口库 Rep_client进程间通信通过环回地址localhost实现，RepDB在一个固定的端口上监听，Rep_client 使用TCP协议连接这个端口；RepDB与编程开发接口库 Rep_client 之间的通信有两条链路，一条是控制链路，另一条是数据链路；数据链路用于数据库的更新或删除操作，控制链路用于RepDB与Rep_client之间的消息传送；RepDB只有在稳定以后才允许Rep_client与它通信，在RepDB准备好以后，给使用服务的客户端进程通过接口Rep_client发送一个REPDB_IS_READY消息，表示Rep_client可以进行更新数据的操作，当本机数据发生改变时，RepDB通知Rep_client提醒进程读取，每个RepDB 客户端都可以更新数据库中的数据；复制组中所有主机使用相同的配置文件，配置文件中指定了包括复制组主机间心跳的时间间隔、版本比较时间、监听端口的心跳信息，心跳信息使用UDP或链路层协议进行传输，每隔一段时间发送一次；主机之间通过心跳报文进行信息传递，心跳信息在接收后立即处理；心跳报文除了在每个时间间隔到达时发送心跳包之外，在本机数据库有数据时，还将数据的相关信息传递给组中的每个主机；在所有RepDB中选举唯一一个协调者master，master在担当的协调者的同时，同样完成普通RepDB能完成的工作；对于各个RepDB的数据之间的版本的比较通过哈希树来实现；哈希树叶子节点的个数预先确定，计算某个叶子节点的hash值由key值计算得到；数据持久存储使用Berkely DB创建的Key‑Value数据库，在存储时，Value使用ver_num + value的方式组成，其中ver_num为版本信息，value为数据的实质部分；在系统启动时，将Berkely DB中的除实质数据外的Key和ver_num全部载入到RepDB进程的内存中，在更新数据的时候既要修改Berkely DB中的数据，也要修改内存中的数据。