数据库实现装置、方法、系统、介质以及计算机程序产品与流程

1.本说明书涉及数据库技术领域，尤其涉及一种数据库实现装置、数据库实现方法、数据库实现系统，计算机可读存储介质以及计算机程序产品。


背景技术：

2.联网大数据时代下，数据中心数据库的并发访问以及延时要求较高。例如，在金融级数据库领域，也对数据库的高并发以及低延时性能存在较高要求。因此，相关技术中亟需一种能够实现高并发且低延时的数据库方案。
3.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本说明书的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

4.本说明书的目的在于提供一种数据库实现装置、数据库实现方法、数据库实现系统，计算机可读存储介质以及计算机程序产品，提供了一种至少一定程度上具有高并发且低延时性能的数据库方案。
5.本说明书的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本说明书的实践而习得。
6.根据本说明书的一个方面，提供一种数据库实现装置，该装置包括：交换芯片和中央处理器，上述中央处理器中运行有上述数据库系统。
7.其中，上述交换芯片，用于：接收分别来自多个应用服务器的应用请求，并判断上述应用请求的类型，还用于：在上述应用请求的类型为数据库类型的情况下，将上述应用请求转发至中央处理器；以及，上述中央处理器，用于：接收由上述交换芯片转发的应用请求，以基于上述数据库系统为上述应用服务器提供数据库服务。
8.在示例性的实施例中，基于前述方案，上述数据库实现装置还包括：与上述中央处理器连接的第一存储器，上述第一存储器存储有上述至少一个数据库的数据资源；以及，与上述中央处理器连接的第一内存。
9.在示例性的实施例中，基于前述方案，上述数据库实现装置还包括：与上述交换芯片连接的第二内存；以及，与上述交换芯片连接的第二存储器，上述第二存储器中存储有上述交换芯片相关的配置文件和映像文件。
10.在示例性的实施例中，基于前述方案，上述数据库实现装置还包括：与上述交换芯片连接的只读存储器，上述只读存储器用于存储上述交换芯片运行所需的相关程序。
11.在示例性的实施例中，基于前述方案，上述交换芯片，还用于：在上述应用请求的类型为非数据库请求的情况下，根据上述应用请求中的网络数据对上述应用请求进行转发。
12.根据本说明书的另一个方面，提供一种数据库实现方法，该方法应用于如上述方面所述的数据库实现装置。
13.该方法包括：通过上述数据库实现装置的交换芯片接收分别来自多个应用服务器的应用请求；通过上述交换芯片判断上述应用请求的类型；以及，在上述应用请求的类型为数据库类型的情况下，由上述交换芯片将上述应用请求转发至上述数据库实现装置的中央处理器，以通过运行在上述中央处理器的数据库系统提供数据库服务。
14.在示例性的实施例中，基于前述方案，在上述应用请求的类型为非数据库请求的情况下，由上述交换芯片根据上述应用请求中的网络数据对上述应用请求进行转发。
15.根据本说明书的再一个方面，提供一种数据库实现系统。上述系统包括：第一数据库实现装置和第二数据库实现装置。
16.其中，上述第一数据库实现装置与上述第二数据库实现装置之间通过网络连接；或，上述第一数据库实现装置与上述第二数据库实现装置分别连接至交换机；上述第一数据库实现装置与上述第二数据库实现装置均为如说明书上述方面所述的数据库实现装置。
17.在示例性的实施例中，基于前述方案，上述第一数据库实现装置包括第一中央处理器，上述第一中央处理器中运行有第一数据库系统；上述第二数据库实现装置包括第二中央处理器，上述第二中央处理器中运行有第二数据库系统；
18.其中，上述第一数据库系统与上述第二数据库系统组成分布式的数据库；或者，上述第一数据库系统与上述第二数据库系统组成集中式的数据库。
19.根据本说明书的又一个方面，提供一种数据库实现方法，该方法应用于如上述方面所述的数据库实现系统。
20.该方法包括：通过第一交换芯片接收分别来自多个应用服务器的应用请求，上述第一交换芯片为第一数据库实现装置的交换芯片；通过上述第一交换芯片判断上述应用请求的类型；在上述应用请求的类型为数据库类型的情况下，由上述第一交换芯片将上述应用请求转发至上述第一数据库实现装置的第一中央处理器，以通过运行在上述第一中央处理器的上述第一数据库系统提供数据库服务；以及，若上述应用请求在上述第一数据库系统中没有命中数据，则通过上述第一交换芯片转发上述应用请求至上述第二数据库实现装置。
21.根据本说明书的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质中存储有指令，当上述指令在计算机或处理器上运行时，使得上述计算机或处理器执行如说明书上述方面所述的数据库实现方法。
22.根据本说明书的另一个方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或处理器执行如说明书上述方面所述的数据库实现方法。
23.本说明书的实施例所提供的一种数据库实现装置、数据库实现方法、数据库实现系统，计算机可读存储介质，以及计算机程序产品，具备以下技术效果：
24.本说明书示例性的实施例提供的数据库实现装置，在同一装置内部包括：可用于同时接收多个应用服务器的应用请求的交换芯片，以及运行有数据库系统的中央处理器。一方面，设置上述能够同时接收到个应用服务器的应用请求的交换芯片，能够满足数据库具备高并发的性能。另一方面，相关技术中为了实现数据库的高并发要求，在数据库服务器与应用服务器之间设置交换机，从而，来自应用服务器的数据库请求在达到交换之后需要再转发至另一计算设备(即数据库服务器)之后，才能实现访问数据库。相较于相关技术，本
说明书实施例所提供的方案中，来自应用设备的请求数据并不需要设备之间(即，由交换机至数据库服务器)的信息传递，实现在设备内部(即由同一设备内的交换芯片至中央处理器)完成。可见，本说明书实施例所提供的数据库实现装置在满足高并发性能的同时，还具有较低延时的技术效果。
25.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为相关技术提供的数据中心的结构示意图。
28.图2为本说明书一实施例提供的数据库实现装置的使用场景示意图。
29.图3为本说明书另一实施例提供的数据库实现装置的结构示意图。
30.图4为本说明书一实施例提供的数据库实现方法的流程示意图。
31.图5a为本说明书一实施例提供的数据库实现系统的结构示意图。
32.图5b为本说明书另一实施例提供的数据库实现系统的结构示意图。
33.图6为本说明书另一实施例提供的数据库实现方法的流程示意图。
34.图7为本说明书一实施例提供的基于数据库实现系统的数据库实现方法的流程示意图。
具体实施方式
35.为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本说明书实施例方式作进一步地详细描述。
36.下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
37.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本说明书将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本说明书的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本说明书的技术方案而省略上述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本说明书的各方面变得模糊。
38.此外，附图仅为本说明书的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是
功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
39.鉴于数据中心的每台数据库服务器自身只能提供一至两个网络出口，因此数据中心数据库服务存在高并发瓶颈。而现有技术一般通过设置交换机的方式实现数据中心数据库服务的高并发性能。
40.示例性的，参考图1，交换机120可以提供多个网络接口10(如，30-40个)，其中，交换机还通过电源插口11与电源12连接。数据中心的多台应用服务器110可以分别接入交换机120的网络接口10，进而通过交换机120与数据中心数据库服务器130间接相连。则来自多个应用服务器的应用请求可以由交换机120同时发送至相应的数据库服务器130。可见，相关技术虽然能够实现数据中心数据库服务的高并发功能，但是应用请求需由交换机转发至数据库服务器，存在耗时高的问题。
41.为了解决相关技术存在的技术问题，本说明书实施例提供一种数据库实现装置、数据库实现方法、数据库实现系统，计算机可读存储介质以及计算机程序产品。
42.其中，图2为本说明书一实施例提供的数据库实现装置的使用场景示意图。
43.参考图2，本说明书实施例提供的数据库实现装置200包括：交换芯片210和运行有数据库系统20的中央处理器220。
44.其中，上述交换芯片210对外提供多个网络接口，从而通过交换芯片提供的网络接口可以满足上述数据库实现装置200能够同时接收分别来自多个应用服务器110的应用请求，进而实现数据库服务的高并发性能。进一步地，上述交换芯片210还用于判断上述各个应用请求的类型，在应用请求的类型为数据库类型的情况下，将应用请求转发至上述中央处理器220。
45.则上述中央处理器220用于接收由上述交换芯片210转发的应用请求，并基于运行在中央处理器的数据库系统20为应用服务器110提供数据库服务。由于交换芯片与中央处理器属于同一数据库实现装置，因此，交换芯片输出的应用请求至中央处理器在同一设备内部完成，相较于相关技术中需经过设备间的信息转发，本说明实施例提供的数据库实现方案在能够实现数据库服务高并发的同时，还具有低延时的技术效果。
46.可见，图2所示实施例提供的数据库实现装置可以同时实现高并发和低耗时的技术效果。
47.在示例性的实施例中，图3为本说明书另一实施例提供的数据库实现装置的结构示意图。
48.参考图3，该图所示实施例提供的数据库实现装置200除了包括用于运行数据库程序20的上述中央处理器220之外，还包括：与上述中央处理器220连接的第一存储器221，该第一存储器221存储有至少一个数据库的数据资源，从而，在中央处理器220接收到数据库类型的应用请求之后，基于上述第一存储器221中的数据资源提供数据库服务，进而保证上述高并发且低延时的数据库服务的顺利实现。
49.示例性的，第一存储器221还存储中央处理器的系统软件映像文件、数据库镜像等。
50.参考图3，上述数据库实现装置200还包括：与上述中央处理器20连接的第一内存
222，通过该第一内存222来保证中央处理器220的顺利运行。
51.本说明书实施例通过设置上述用于运行数据库程序的中央处理器，分别与上述中央处理器连接的第一内存以及第一存储器，可以有效保证该数据库实现装置能够有效提供数据库服务。
52.继续参考图3，上述数据库实现装置200还包括：上述交换芯片210。示例性的，上述交换芯片220可以是具有交换功能以及实现高速的数据传输和交换功能的专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)芯片，也可以是现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)。其中，fpga作为asic领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
53.示例性的，由于应用服务器所发出的应用请求可能是数据库类型的也可能是非数据库类型的，因此同前上述，上述交换芯片还用于判断接收到的应用请求的类型，一方面，在应用请求的类型为数据库类型的情况下，交换芯片将应用请求转发至同设备中的中央处理器，以提供对应的数据库服务。另一方面，在应用请求的类型为非数据库请求的情况下，则交换芯片210根据应用请求中的网络数据对应用请求进行转发。可见，本说明书实施例所提供的交换芯片210不仅可以为应用服务器提供高并发且低延时的数据库服务，还能够为应用服务器提供除了数据库服务之外的网络服务，从而保证应用服务器的有效运行。
54.继续参考图3，上述数据库实现装置200还包括：与上述交换芯片210连接的第二内存，通过该第二内存212来保证交换芯片210的顺利运行；上述数据库实现装置200还包括：与上述交换芯片210连接的第二存储器211，该第二存储器211中存储有上述交换芯片210相关的配置文件和映像文件。示例性的，第二存储器211中存储有交换系统软件的映像文件等以及存储交换功能相关的配置文件等。
55.在示例性的实施例中，上述数据库实现装置200还包括：与上述交换芯片210连接的只读存储器，该只读存储器用于存储上述交换芯片运行所需的相关程序。例如，实现交换系统软件的开机诊断程序、引导程序等，从而便于用户对上述数据库实现装置的正确配置与使用。
56.本说明书实施例通过设置上述交换芯片，分别与上述交换芯片连接的第二内存、第二存储器，以及上述只读存储器，可以有效保证该数据库实现装置能够有效提供交换功能，从而实现数据库服务的高并发性。同时，上述交换芯片与用于运行数据库系统的中央处理器设置在同一设备中，可以在能够实现数据库服务高并发的同时，还具有低延时的技术效果。
57.在示例性的实施例中，图4为本说明书一实施例提供的数据库实现方法的流程示意图，该图所示实施例为基于上述数据库实现装置进行的。
58.参考图4，该图所示实施例提供的数据库实现方法包括：
59.s410，通过上述数据库实现装置的交换芯片接收分别来自多个应用服务器的应用请求。
60.s420，通过上述交换芯片判断上述应用请求的类型。
61.示例性的，若应用请求中包含待查找的数据库数据或相关标识，则确定当前的应用请求的类型为数据库类型；若应用请求中未包含待查找的数据库数据或相关标识，而是包含待跳转的网络数据则确定当前的应用请求的类型为非数据库类型。
62.在应用请求的类型为数据库类型的情况下，执行s430：由上述交换芯片将应用请求转发至上述数据库实现装置的中央处理器，以通过运行在上述中央处理器的数据库系统提供数据库服务。在应用请求的类型为非数据库请求的情况下，执行s440：由上述交换芯片根据应用请求中的网络数据对应用请求进行转发。
63.需要说明的是，图4所示的数据库实现方法实施例为基于上述实施例中的数据库实现装置200实现的。同时，上述实施例提供的数据库实现方法与上述数据库实现装置实施例属于同一构思，因此对于本说明书方法实施例中未披露的细节，请参照本说明书上述的数据库实现装置的实施例，这里不再赘述。
64.在示例性的实施例中，基于上述数据库实现装置200，本说明书实施例还提供一种数据库实现系统，该数据库系统实现系统包括至少两个如上述实施例提供的数据库实现装置200，可见本说明书实施例所提供数据库实现系统为多个数据库实现装置的水平扩展。
65.其中，图5a为本说明书一实施例提供的数据库实现系统的结构示意图。参考图5a，该图所示实施例提供的数据库实现系统500，包括：第一数据库实现装置201和第二数据库实现装置202。
66.其中，上述第一数据库实现装置201与第二数据库实现装置202之间通过网络连接。
67.图5b为本说明书另一实施例提供的数据库实现系统的结构示意图。参考图5b，该图所示实施例提供的数据库实现系统500，也是包括：第一数据库实现装置201和第二数据库实现装置202。
68.其中，上述第一数据库实现装置201与上述第二数据库实现装置202分别连接至交换机50。通过交换机来连接多个数据库实现装置有利于组网实现，也便于对多个数据库实现装置进行统一管理。
69.在示例性的实施例中，与上述数据库实现装置200类似的：上述第一数据库实现装置201包括第一中央处理器2011，上述第一中央处理器2011中运行有第一数据库系统2012；上述第二数据库实现装置202包括第二中央处理器2021，上述第二中央处理器2021中运行有第二数据库系统2022。
70.示例性的，上述第一数据库系统2012与上述第二数据库系统2022组成分布式的数据库；或者，上述第一数据库系统2012与上述第二数据库系统2022组成集中式的数据库。
71.可见，不管数据库本身类型为集中式或者分布式，均可以将其数据库布置于本说明书实施例提供的数据实现系统，可见本说明书实施例提供的数据实现系统具有较高的适用性。
72.示例性的，若布置在本说明书实施例提供的数据实现系统中的为分布式数据库系统，则上述数据库实现装置间的数据库通过分布式协议raft协议或paxos协议等来保障数据等一致性，可见本说明书实施例所提供的数据库实现系统天然支持分布式数据数据库和集中式数据库。
73.若布置在本说明书实施例提供的数据实现系统中的为集中式数据库系统，则应用服务器110访问通过各自数据库系统等访问链接来进行。
74.在示例性的实施例中，图6为本说明书另一实施例提供的数据库实现方法的流程示意图，该图所示实施例为基于上述数据库实现系统进行的。参考图6，该图所示实施例提
供的数据库实现方法包括：
75.s610，通过第一交换芯片接收分别来自多个应用服务器的应用请求，上述第一交换芯片为第一数据库实现装置的交换芯片。
76.示例性的，参考图7，应用服务器51发送应用请求至第一数据库实现装置201的第一交换芯片2013(步骤(1))。
77.s620，通过上述第一交换芯片判断上述应用请求的类型。在该应用请求的类型为数据库类型的情况下，执行s630：由上述第一交换芯片将应用请求转发至上述第一数据库实现装置的第一中央处理器，以通过运行在第一中央处理器的第一数据库系统提供数据库服务。以及，s640，若上述应用请求在上述第一数据库系统中没有命中数据，则通过上述第一交换芯片转发上述应用请求至上述第二数据库实现装置。
78.示例性的，第一交换芯片2013判断来自应用服务器51的应用请求的类型，并在该应用请求的类型为数据库类型的情况下，第一交换芯片2013将该应用请求转发至第一数据库实现装置201的第一中央处理器2011(步骤(2))，以通过运行在第一中央处理器2011的第一数据库系统2012提供数据库服务。可见，本实施例在判断到应用服务器的应用请求为数据库请求的情况下，优先访问本地数据库系统。若在本地数据库系统没有命中(如，本地数据库中不包含上述应用请求对应的数据)，则基于同一数据库实现系统中不同数据库实现装置之间所服从的协议，将应用请求转发到邻居的数据库系统(步骤(3))。
79.示例性的，第二数据库实现装置202的第二交换芯片2023接收到被转发来的应用请求之后，可以先对其类型进行判断，在确定其为数据库请求的情况下，转发该应用请求至第二中央处理器2021(步骤(4))，以通过运行在第二中央处理器2021的第二数据库系统2022提供数据库服务。若上述应用请求在上述第二数据库系统中没有命中数据，则通过上述第二交换芯片2023转发上述应用请求至上述第三数据库实现装置(图中未示出)。直至应用请求在该数据库实现系统中命中数据，或直至遍历该数据库实现系统的所有数据库实现装置。
80.在示例性的实施例中，在应用请求的类型为非数据库请求的情况下，执行s650：由上述第一交换芯片根据应用请求中的网络数据对应用请求进行转发。该步骤实施例与s440的具体实施方式相同，在此不再赘述。
81.另外，上述实施例提供的数据库实现方法与上述数据库实现系统实施例属于同一构思，因此对于本说明书方法实施例中未披露的细节，请参照本说明书上述的数据库实现系统的实施例，这里不再赘述。
82.本说明实施例提供的数据库实现装置，在同一装置内部包括：可用于同时接收多个应用服务器的应用请求的交换芯片，以及运行有数据库系统的中央处理器。一方面，设置上述能够同时接收到个应用服务器的应用请求的交换芯片，能够满足数据库具备高并发的性能。另一方面，相关技术中为了实现数据库的高并发要求，在数据库服务器与应用服务器之间设置交换机，从而，来自应用服务器的数据库请求在达到交换之后需要再转发至另一计算设备(即数据库服务器)之后，才能实现访问数据库。相较于相关技术，本说明书实施例所提供的方案中，来自应用设备的请求数据并不需要设备之间(即，由交换机至数据库服务器)的信息传递，实现在设备内部(即由同一设备内的交换芯片至中央处理器)完成。可见，本说明书实施例所提供的数据库实现装置在满足高并发性能的同时，还具有较低延时的技
术效果。
83.本说明书实施例基于上述数据库实现装置，还提供一种数据库实现系统，能够实现对多个上述数据库实现装置的水平扩展，也能够将多个上述数据库实现装置连接至交换机，以方便组网以及统一管理。并且，本说明书实施例所提供的数据库实现系统天然支持分布式数据数据库和集中式数据库，具有较高的实用性。
84.需要注意的是，上述附图仅是根据本说明书示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
85.上述本说明书实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
86.本说明书实施例还提供了计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行上述实施例中的一个或多个步骤。上述数据库实现装置的各组成模块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，可以存储在上述计算机可读取存储介质中。
87.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。上述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行上述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本说明书实施例上述的流程或功能。上述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。上述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过上述计算机可读存储介质进行传输。上述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。上述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。上述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字多功能光盘(digital versatile disc，dvd))、或者半导体介质(例如，固态硬盘(solid state disk，ssd))等。
88.需要注意的是，上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
89.以上上述，仅为本说明书的具体实施方式，但本说明书的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本说明书揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本说明书的保护范围之内。因此，依本说明书权利要求所作的等同变化，仍属本说明书所涵盖的范围。