[發明專利]一種基于微服務組件的數據庫系統及相關方法

有效

• 申請號: 201910399731.0
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN111949454B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 李國良;李思昊;張金玉;董亞輝;周平高;李士福
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06F11/20
• 分類號: G06F11/20;G06F16/21
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 易浩球

本申請實施例提供一種基于微服務組件的數據庫系統，通過將數據庫內核拆分成能夠獨立啟動和運行，且功能解耦的微服務組件，實現數據庫的靈活組裝和管理。微服務組件基于系統資源及業務形態進行部署，組件之間可以通過輕量級通訊機制相互協作。組件管理器提供服務組件的注冊、注銷、組件資源管理、組件容錯、組件升級等能力，實現組件在運行環境中的動態管理。作業調度器根據用戶提交的作業，選擇由多個組件形成的最優的執行路徑，并在作業執行過程中進行資源管理和調度，從而實現負載均衡和高可用。

技術領域

本申請涉及數據庫領域，更為具體地，涉及一種基于微服務組件的數據庫系統及相關方法。

背景技術

數據庫系統是許多應用系統的核心，用于為應用程序提供數據操作、權限控制、數據持久化、并發控制、崩潰恢復等能力。傳統的數據庫系統架構是面向通用處理器設計的，核心組件包含結構化查詢語言(Structured Query Language，SQL)解析器，SQL優化器，SQL執行器和存儲引擎。傳統的數據庫系統在邏輯架構上進行了組件的功能劃分，但是物理上卻是緊耦合的實現。即數據庫系統作為一個整體被開發，并被部署到特定的硬件設備上，以實現數據維護管理的功能。這樣緊耦合的實現在過去幾十年較為單一的硬件和應用環境下發揮了巨大作用，但是面對當前新硬件層次不窮，異構環境越來越普遍，用戶對于數據庫系統的可用性和靈活性的要求越來越高的情況下，緊耦合的數據庫架構暴露出越來越多的問題，主要有以下幾個方面：

1)系統韌性低，某一個功能模塊發生故障都可能擴散影響系統的可用性。

2)軟件開發、驗證和維護成本高。緊耦合因為架構分層不清晰，組件之間的交互沒有嚴格的接口定義、全局變量使用混亂，調用短路的情況隨處可見，形式化驗證困難。隨著時間的推移，后續很難維護和升級。

3)不同配置機器資源利用率不高。如或X86處理器、內存、圖形處理器(graphics processing unit，GPU)、加速卡、存儲介質等資源在不同機器配置不一樣時，現有數據庫架構無法對不同機器進行差異化配置，導致硬件不能完全發揮各自的性能優勢。

發明內容

本申請提供一種基于微服務組件的數據庫系統及相關方法，采用微服務組件化的數據庫內核架構，充分利用硬件平臺和用戶負載的差異性搭建異構數據庫系統，實現資源的高效利用和系統的靈活組裝。

第一方面，本申請實施例提供數據庫系統，包括：多個計算節點，作業管理器、組件管理器，以及部署在該多個計算節點上的多個數據庫微服務組件；其中，每個計算節點上部署有至少一個微服務組件，每一個微服務組件用于實現數據庫管理系統的一個子功能；所述組件管理器用于，確定至少一條執行路徑，所述執行路徑指示有序執行的多個微服務組件；所述作業管理器用于，接收客戶端提交的查詢，響應于所述查詢，根據所述組件管理器確定的執行路徑，調用所述多個微服務組件對所述查詢進行處理，以得到查詢結果，將所述查詢結果返回給所述客戶端。本申請實施例的方案，通過將數據庫管理系統的內核拆分成能夠獨立啟動和運行，且功能解耦的微服務組件，實現數據庫的靈活組裝和管理。微服務組件基于系統資源及業務形態進行部署，組件之間可以通過輕量級通訊機制相互協作。作業調度器根據用戶提交的作業，選擇由多個組件形成的最優的執行路徑，并在作業執行過程中進行資源管理和調度，從而實現負載均衡和高可用。

在一種可能的實現方式中，所述組件管理器還用于，維護微服務組件的元數據，所述元數據包括所述數據庫系統當前可用的微服務組件信息，以及每個微服務組件的部署位置。

在一種可能的實現方式中，可以向組件管理器注冊新的微服務組件，例如通過向組件管理器發送注冊請求來完成組件注冊，相應地，組件管理器會基于組件注冊請求，更新其維護的元數據，進而可以實現服務組件的注冊及動態管理。

在一種可能的實現方式中，所述多個微服務組件包括解析器服務、優化器服務、執行器服務、存儲引擎服務、元數據服務、統計服務、自監控服務和時鐘服務中的至少兩種。