[發明專利]一種分布式數據庫及其實現跨節點事務強一致性的方法

在審

• 申請號: 202011016270.3
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112182103A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 許建輝;楊上德
• 申請（專利權）人: 廣州巨杉軟件開發有限公司
• 主分類號: G06F16/27
• 分類號: G06F16/27;G06F16/23;G06F9/46
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

1.一種分布式數據庫，采用存儲和計算分離的構架，包括：協調節點、數據節點以及編目節點三種類型節點，每個類型的節點分別可以水平擴展，所述協調節點負責分發請求到需要參與的數據節點，所述數據節點負責數據的訪問與存儲，所述編目節點存放系統元數據以及分區相關信息，一個事務經由所述協調節點發起，下發到一個或多個數據節點組上進行操作，所述分布式數據庫引入作為參與者的數據節點之間的事務協商與事務補償機制，在系統局部出現故障導致參與者無法正常收到作為協調者的協調節點的事務控制消息時，通過參與者之間相互狀態確認，從而判斷事務是應該提交還是回滾，以避免數據的不一致問題。

2.如權利要求1所述的分布式數據庫，其特征在于：所述數據節點包括主數據節點和從數據節點，每個主數據節點有多個從數據節點，主數據節點通過同步日志將數據同步到從節點，所述編目節點也包括主節點和從節點，所述協調節點沒有從節點。

3.如權利要求1所述的分布式數據庫，其特征在于：在Pre-Commit階段，由協調節點將所有參與者的信息進行打包，在Pre-Commit指令中下發給所有相關的參與者。

4.如權利要求3所述的分布式數據庫，其特征在于：對于事務設置超時時間，若在該超時時間內未收到期望的事務操作指令，參與者相互通信根據事務協商機制進行事務狀態協商。

5.如權利要求4所述的分布式數據庫，其特征在于，所述事務協商機制如下：

若有一個參與者處于ROLLBACKED或者DOING狀態，則事務應該回滾；

若有一個參與者處于COMMIT狀態，則事務應該提交。

6.如權利要求5所述的分布式數據庫，其特征在于：在通過事務協商確認了各參與者上事務的狀態后，各參與者需在本地根據事務補償機制對該事務進行補償。

7.如權利要求6所述的分布式數據庫，其特征在于，對于協調者正常，參與者異常的情況，所述事務補償機制如下：

若參與的數據節點在準備階段異常，則協調節點收不到準備提交的回復，則協調節點不發送提交命令，而是向其他參與的數據節點發送回滾命令；異常的數據節點在恢復后根據事務協商機制通過向其他參與的數據節點協商來進行回滾。

若參與的數據節點在提交階段異常，則當它恢復后根據事務協商機制通過從其它參與的數據節點獲取事務狀態判斷是否應該提交，并作出相應的動作。

8.如權利要求6所述的分布式數據庫，其特征在于，對于協調者異常，參與者正常，或者協調者與參與者都異常的情況，所述事務補償機制如下：

若處于準備階段前異常，則沒有一個參與的數據節點接受到準備提交命令，則所有數據節點在恢復后，都處于DOING狀態，需回滾事務；

若處于準備階段后異常，則所有參與事務的數據節點恢復后都處于WAIT-COMMIT狀態，則所有參與事務的數據節點根據事務協商機制進行事務狀態協商后，事務應該提交；

若處于提交或者回滾階段異常，則部分參與事務的數據節點可能已經提交或者回滾，則處于WAIT-COMMIT狀態的節點在根據事務協商機制進行事務狀態協商后作出相應的提交或者回滾的動作。

9.一種實現分布式數據庫跨節點事務強一致性的方法，包括如下步驟：

步驟S1，由協調節點統一發起事務的開始、提交或回滾指令給各數據節點；

步驟S2，當系統局部出現故障，作為參與者的數據節點無法正常收到作為協調者的協調節點的事務控制消息時，引入了參與者之間的事務協商與事務補償機制，通過參與者之間的相互狀態確認，判斷事務是應該提交還是回滾，以避免數據不一致的問題。

10.如權利要求9所述的一種實現分布式數據庫跨節點事務強一致性的方法，其特征在于：步驟S1中，在Pre-Commit階段，由協調者將所有參與者的信息進行打包，在Pre-Commit指令中下發給所有相關的參與者。