[发明专利]分布式数据库中的索引拆分

说明书

在分布式数据库中，许多节点可以存储同一记录的副本或实例。如果所述记录在一个节点上拆分，则所述记录应在其它节点上拆分以维持所述分布式数据库中的数据的一致性、并发性和正确性。在一些分布式数据库中，所述记录在更新过程期间锁定以保证数据完整性。不幸的是，锁定所述记录可能增加等待时间，尤其是对于较大的数据库。但是，如果所述记录未锁定并且节点在记录同时拆分和更新时失效，则所述拆分和更新可能不会在整个分布式数据库中传播，从而导致数据完整性损失。在内部交换关于记录拆分和转发更新的状况的消息会降低因节点失效而造成的数据完整性损失的可能性。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年8月15日提交的题为“分布式数据库中的索引拆分(Index Splitting in Distributed Databases)”的美国申请第62/545,791号的优先权权益，所述美国申请以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

数据库通常并入索引，以便使得能够有效地检索某些信息。B树数据结构是受欢迎的索引结构，其被优化用于读取和写入大数据块的数据库中并且能够实现高效的数据库搜索。B树数据结构包含根和多个叶。根使用不同的键值来标识每个叶。每个叶指向含有键值的记录。对键值进行分类以便形成经过分类的列表。具体地说，给定叶包含经过分类的顺序中的“左兄弟节点(sibling)”(向左的下一个叶)和“右兄弟节点”(向右的下一个叶)。第一个或最左边的叶和最后一个或最右边的叶包含表示针对所述根的叶列表的末端的条目。

通常，每个叶具有固定的存储器大小。当更多的数据添加到数据库时，叶的大小会生长，直到达到大小阈值为止，此时叶会以特定键值拆分为新的左叶和右叶。在对根进行适当修改的情况下，左叶接收小于键值的值并且右叶接收剩余值。

在中心为本且非共享的数据库中，拆分过程是高效的，因为在数据库系统中通常只存在一个索引副本。在实际的拆分操作期间，拆分易于通过停顿数据处理系统产生效果。在具有许多索引副本的分布式数据库中，应当拆分索引的每个副本以维持准确性、完备性和数据完整性。不幸的是，拆分同一索引的多个副本可能会引起导致错误或不一致拆分的竞争条件。

为了确保在拆分节点中的给定索引之后的一致性，一些现有方法实施了锁。锁在索引拆分时应用于单独的页或记录。锁防止另外的数据添加到数据库或从所述数据库中移除，直到索引已拆分之后为止。然而，在索引拆分期间锁定数据库不是可扩展的方法。锁定还可能增加与将信息添加到数据库相关联的等待时间。

发明内容

本技术的实施例包含在分布式数据库中拆分多个原子中的第一索引原子的方法。所述分布式数据库包含多个节点。所述多个节点中的每个节点包括对应处理器和对应存储器。所述多个节点中的一个节点被指定为主席并且包含所述第一索引原子的主席的副本。示例方法包括由所述主席拆分所述第一个索引原子的所述主席的副本。所述第一索引原子的所述主席的副本表示存储在所述分布式数据库中的数据和/或元数据。所述主席将用于拆分所述第一索引原子的相应副本的指令传输到所述多个节点中的其它节点。其它节点中的所述第一索引原子的所述相应副本是所述第一索引原子的所述主席的副本的复制品。所述多个节点中的第一节点将所述第一索引原子的第一副本拆分为源原子的第一副本和靶原子的第一副本。所述第一节点传输指示所述第一索引原子的所述第一副本已拆分的确认。所述确认传输到所述主席和所述多个节点中的每个其它节点。

在一些情况下，所述主席响应于来自所述多个节点中的另一个节点的请求而拆分所述第一索引原子的所述第一副本。所述方法还包括在所述第一节点处将消息从所述源原子的所述第一副本转发到所述靶原子的所述第一副本。在一些情况下，将所述确认从所述第一节点传输到所述主席和所述多个节点中的每个其它节点可以在所述源原子的所述第一副本将所述消息转发到所述靶原子的所述第一副本之后发生。