数据查询的方法和装置发明专利

专利名称：数据查询的方法和装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010393350.4

专利申请（专利权）人：北京沃东天骏信息技术有限公司,北京京东世纪贸易有限公司
权利人地址：北京市北京经济技术开发区科创十一街18号院2号楼4层A402室

专利发明（设计）人：孙铎春

专利摘要：本发明公开了数据查询的方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串；利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识；从与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据；其中，所述待查询数据预先冗余备份至所述分布式缓存集群中的多个分片中。该实施方式能够在高并发的业务场景中将数据查询请求均匀地分布到分布式缓存集群中的不同分片中，避免由于缓存热点数据的分片的压力较高而导致的业务风险。

主权利要求：
1.一种数据查询的方法，其特征在于，包括：从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串；
利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识；
从分布式缓存集群中与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据；
其中，所述待查询数据预先冗余备份至所述分布式缓存集群中的多个分片中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述请求标识转换为整型字符串，包括：采用循环冗余校验算法，将所述请求标识转换为整型字符串。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求标识包括：所述数据查询请求对应的用户的PIN码。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述请求标识还包括：所述数据查询请求对应的客户端类型和/或客户端版本号。
5.一种数据查询的装置，其特征在于，包括：转换模块，从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串；
取模模块，利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识；
获取模块，从与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据；
其中，所述待查询数据预先冗余备份至分布式缓存集群中的多个分片中。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述转换模块采用循环冗余校验算法，将所述请求标识转换为整型字符串。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述请求标识包括：所述数据查询请求对应的用户的PIN码。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述请求标识还包括：所述数据查询请求对应的客户端类型和/或客户端版本号。
9.一种数据查询的电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1‑4中任一所述的方法。
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1‑4中任一所述的方法。 说明书 : 数据查询的方法和装置技术领域[0001] 本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种数据查询的方法和装置。背景技术[0002] 在高并发的业务场景中，通常采用分布式缓存的方式保存数据，以降低数据库压力、提高数据查询的响应速度。随着用户基础增多和业务的进一步发展，分布式缓存集群中缓存热点数据的分片的压力较高，容易因流量增长而导致业务风险。发明内容[0003] 有鉴于此，本发明实施例提供一种数据查询的方法和装置，能够在高并发的业务场景中将数据查询请求均匀地分布到分布式缓存集群中的不同分片中，避免由于缓存热点数据的分片的压力较高而导致的业务风险。[0004] 为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种数据查询的方法，包括：[0005] 从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串；[0006] 利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识；[0007] 从与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据；[0008] 其中，所述待查询数据预先冗余备份至所述分布式缓存集群中的多个分片中。[0009] 可选地，将所述请求标识转换为整型字符串，包括：[0010] 采用循环冗余校验算法，将所述请求标识转换为整型字符串。[0011] 可选地，所述请求标识包括：所述数据查询请求对应的用户的PIN码。[0012] 可选地，所述请求标识还包括：所述数据查询请求对应的客户端类型和/或客户端版本号。[0013] 根据本发明实施例的第二方面，提供一种数据查询的装置，包括：[0014] 转换模块，从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串；[0015] 取模模块，利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识；[0016] 获取模块，从与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据；[0017] 其中，所述待查询数据预先冗余备份至所述分布式缓存集群中的多个分片中。[0018] 可选地，所述转换模块采用循环冗余校验算法，将所述请求标识转换为整型字符串。[0019] 可选地，所述请求标识包括：所述数据查询请求对应的用户的PIN码。[0020] 可选地，所述请求标识还包括：所述数据查询请求对应的客户端类型和/或客户端版本号。[0021] 根据本发明实施例的第三方面，提供一种数据查询的电子设备，包括：[0022] 一个或多个处理器；[0023] 存储装置，用于存储一个或多个程序，[0024] 当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。[0025] 根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。[0026] 上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过采用预先将待查询数据预先冗余备份至分布式缓存集群中的每个分片中、采用整形转换和取模的方式确定每个数据查询请求对应的目标分片标识的技术手段，能够在高并发的业务场景中将各个数据查询请求均匀地分布到分布式缓存集群中的不同分片中，避免由于缓存热点数据的分片的压力较高而导致的业务风险。[0027] 上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。附图说明[0028] 附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：[0029] 图1是本发明实施例的数据查询的方法的主要流程的示意图；[0030] 图2是本发明实施例的冗余存储体系的示意图；[0031] 图3是本发明实施例的数据查询的装置的主要模块的示意图；[0032] 图4是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；[0033] 图5是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。具体实施方式[0034] 以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。[0035] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种数据查询的方法。[0036] 图1是本发明实施例的数据查询的方法的主要流程的示意图，如图1所示，数据查询的方法，包括：步骤S101、步骤S102和步骤S103。[0037] 本发明实施例中预先待查询数据冗余备份至分布式缓存集群中的多个分片中，该多个分片的每个分片中存储一份待查询数据。该多个分片对应的分片数量即为冗余备份数。示例性地，预先将所有配置信息冗余备份100份，并分别存储至分布式缓存集群的100个分片中，冗余备份数为100。冗余备份数的取值可以根据实际情况进行选择性设定，例如50份、60份等。实际应用过程中，可以基于业务场景的业务调用量，通过压力测试确定冗余备份数的取值。[0038] 在步骤S101中，从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串。[0039] 请求标识是指数据查询请求的标识，该标识可以唯一对应一个数据查询请求，也可以唯一对应一类数据查询请求，例如同一用户或同一客户端IP发送的数据查询请求等。请求标识的内容可以根据实际情况进行选择性设定。[0040] 在一些可选的实施例中，请求标识包括：数据查询请求对应的用户的PIN(PersonalIdentificationNumber，个人识别密码)码。基于用户PIN码进行整形转换和取模确定目标分片标识，能够在高并发的业务场景中将各个数据查询请求均匀地分布到分布式缓存集群中的不同分片中，避免由于缓存热点数据的分片的压力较高而导致的业务风险，且计算量小，能够提高系统的响应速度。[0041] 在另一些可选的实施例中，除了用户PIN码，请求标识还可以包括：数据查询请求对应的客户端类型(例如Android客户端、IOS客户端)和/或客户端版本号(例如8.3.2、8.3.0等)。采用多个维度的信息进行整型转换和取模以确定目标分片标识，能够在高并发的业务场景中将各个数据查询请求更均匀地分布到分布式缓存集群中的不同分片中，避免由于缓存热点数据的分片的压力较高而导致的业务风险，且计算量小，能够提高系统的响应速度。[0042] 将请求标识转换为整型字符串的方式可以根据实际情况进行选择性设定，例如采用循环冗余校验算法(CRC32)，将所述请求标识转换为整型字符串，再例如使用JavaObject自带的hashcode()函数再通过取绝对值取模的操作将请求标识字符串转换为整型值。实际应用过程中，可以通过在业务场景中进行压力测试的方式确定整型转换的方式。通过整型转换，能够在提高数据查询响应速度的同时保证分布式缓存集群中各个分片的负载均衡。[0043] 在步骤S102中，利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识。在步骤S103中，从与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据。该待查询数据预先冗余备份至分布式缓存集群中的多个分片中。[0044] 通过取模运算，能够将所有数据查询请求均分分布到分布式缓存集群的各个分片中，避免由于缓存热点数据的分片的压力较高而导致的业务风险，且计算量小，能够提高系统的响应速度。[0045] 本发明实施例的分布式缓存集群可以采用Redis(一种key‑value数据库)。[0046] 以下结合电商领域的具体示例对本发明实施例的数据查询的方法进行说明。[0047] 若以用户PIN作为key，通过单一key映射唯一的配置信息，则在线上流量较高时容易出现热点问题，对于分布式缓存集群中单一分片的压力较大。[0048] 若采用在key中引入客户端类型和客户端版本号因子的方式，不同客户端类型和客户端版本号的配置信息存储在不同的分片上，则容易存在客户端类型+客户端版本的访问次数存在明显分布不均的情况，普遍呈现最新版本的key访问频次遥遥领先于其它版本，如A客户端的8.3.2版本的某一分钟的访问key统计为245万，而同客户端的8.2.0版本的访问key统计4万。这样的数据分布对热点key问题的影响收效甚微，前者已经面临新的热点key的风险。[0049] 按照用户维度来映射配置信息，将用户PIN因子引入配置信息的缓存key设计，即将每一份配置信息都使用对应的PIN来进行存储，而所有的用户PIN存储同一份配置信息，这样可以避免热点key的风险。但每一个用户都映射存储同一份相同的配置信息，导致缓存资源的消耗与用户的增长呈正相关，而这种消耗往往是无意义的，而且显然也是很不合理的。[0050] 本示例中，以给客户端展示的配置信息作为待查询数据，将配置信息冗余备份100，每份存储至分布式缓存集群的一个分片中。分布式缓存集群采用Redis构建。如图2所示，冗余存储体系采用key‑value的存储结构key：[icon_cold:crc32(${pin})％100]。其中，icon_cold代表分片的分片标识，本例中以用户PIN作为请求标识，${pin}代表将用户PIN转换为整型，crc32(${pin})代表对转换得到的整型进行CRC32校验，crc32(${pin})％100代表将校验的结果对100取模。[0051] 示例性地，假设用户PIN＝fdd‑9527‑test_972，其通过CRC32循环冗余校验并对100取模后值为80，则从icon_cold:80所对应的key中获取配置信息。后续此PIN访问，也从该key中获取。其他PIN的操作类似。最终实现配置信息key{icon_cold:0,icon_cold:1,…,icon_cold:99}的冗余存储体系。用户PIN与其中的某一个key存在永久的映射关系，只要PIN不变(PIN是该用户的唯一标识，如果改变了就认为不是同一用户)，访问的缓存资源永远是同一个key所对应的缓存信息。若缓存失效，可以从配置信息的初始值中重新获取数据，例如从其他缓存中、数据库中或是上游接口中。当然，也可以使冷启动数据仍然在缓存中，永久有效，即冷启动配置信息的初始值永不过期。[0052] 基于上述冗余存储体系，对上述某一时刻高并发下PIN的访问key统计进行，具体如下表1所示。从表1中可以看出，只要用户PIN的基数足够大，其分布是比较均衡的，没有呈现出某一key值的访问频次特别突出的情况。[0053][0054] 本实施例冗余缓存配置信息，能够避免热点key存在的业务风险；采用CRC32循环冗余校验并对100取模的缓存key构建冗余存储体系，使高并发下配置信息缓存获取的分布足够均匀，从而使其访问压力均匀分担到不同的分布式Redis的分片上。[0055] 根据本发明实施例的第二方面，提供一种实现上述方法的装置。[0056] 图3是本发明实施例的数据查询的装置的主要模块的示意图，如图3所示，数据查询的装置300包括：[0057] 转换模块301，从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串；[0058] 取模模块302，利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识；[0059] 获取模块303，从与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据；[0060] 其中，所述待查询数据预先冗余备份至所述分布式缓存集群中的多个分片中。[0061] 可选地，所述转换模块采用循环冗余校验算法，将所述请求标识转换为整型字符串。[0062] 可选地，所述请求标识包括：所述数据查询请求对应的用户的PIN码。[0063] 可选地，所述请求标识还包括：所述数据查询请求对应的客户端类型和/或客户端版本号。[0064] 根据本发明实施例的第三方面，提供一种数据查询的电子设备，包括：[0065] 一个或多个处理器；[0066] 存储装置，用于存储一个或多个程序，[0067] 当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。[0068] 根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。[0069] 图4示出了可以应用本发明实施例的数据查询的方法或数据查询的装置的示例性系统架构400。[0070] 如图4所示，系统架构400可以包括终端设备401、402、403，网络404和服务器405。网络404用以在终端设备401、402、403和服务器405之间提供通信链路的介质。网络404可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。[0071] 用户可以使用终端设备401、402、403通过网络404与服务器405交互，以接收或发送消息等。终端设备401、402、403上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。[0072] 终端设备401、402、403可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。[0073] 服务器405可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备401、402、403所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标推送信息、产品信息‑‑仅为示例)反馈给终端设备。[0074] 需要说明的是，本发明实施例所提供的数据查询的方法一般由服务器405执行，相应地，数据查询的装置一般设置于服务器405中。[0075] 应该理解，图4中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。[0076] 下面参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统500的结构示意图。图5示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。[0077] 如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU501、ROM502以及RAM503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。[0078] 以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。[0079] 特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。[0080] 需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD‑ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。[0081] 附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。[0082] 描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括：转换模块，从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串；取模模块，利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识；获取模块，从与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，转换模块还可以被描述为“利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模的模块”。[0083] 作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：从数据查询请求中获取请求标识，将所述请求标识转换为整型字符串；利用所述整型字符串对冗余备份数进行取模，得到目标分片标识；从与所述目标分片标识对应的目标分片中获取与所述数据查询请求对应的待查询数据；其中，所述待查询数据预先冗余备份至所述分布式缓存集群中的多个分片中。[0084] 根据本发明实施例的技术方案，通过采用预先将待查询数据预先冗余备份至分布式缓存集群中的每个分片中、采用整形转换和取模的方式确定每个数据查询请求对应的目标分片标识的技术手段，能够在高并发的业务场景中将各个数据查询请求均匀地分布到分布式缓存集群中的不同分片中，避免由于缓存热点数据的分片的压力较高而导致的业务风险。[0085] 上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

专利地区：北京

专利申请日期：2020-05-11

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN113641706B