[发明专利]一种MongoDB负载均衡优化方法

权利要求书

1.一种MongoDB负载均衡优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计算每两个服务器内数据块总数的差值；

S2、判断任意两个服务器内数据块总数的差值是否大于或等于系统预先设定的最大阈值，若是则将两个服务器中包含数据块多的服务器定为数据块移动源，包含数据块少的服务器定为数据块移动目标，否则不操作；

S3、分别计算数据块移动源和数据块移动目标内的平均数据块操作量；包括以下子步骤：

S31、在MongoDB中建立CRUD性能测试集，并计算出系统的运行各个操作的性能参数；具体实现方法为：从数据库中选择插入、删除、修改以及查找测试语句各5000条，分别记录在4个语句脚本中；再建立一个定时执行shell脚本，分别记录下4个语句脚本的执行时间作为性能参数；所述的性能参数包括：插入操作性能参数T_C、删除操作性能参数T_D、修改操作性能参数T_U和查询操作性能参数T_R；

S32、修改MongoDB的config server中记录数据块参数的数据结构，增加以下变量：数据块插入操作的次数operateC、数据块查询操作的次数operateR、数据块更新操作的次数operateU、数据块删除操作的次数operateD和数据块操作量变量datablockWeight，对数据块的每一次操作都在相对应的变量上进行加一操作；

S33、根据步骤S1和S2中的参数计算每个数据块操作量并保存到变量datablockWeight中，计算服务器内所有数据块操作量总和以及服务器内的平均数据块操作量；具体包括以下子步骤：

S331、设一个服务器上有n个数据块，用K_i(1≤i≤n)表示，服务器上所有数据块操作次数之和用O表示，每个数据块总的操作次数用O_i表示，则：

将步骤S32得到的参数带入上式，得到：

其中，O_Ci、O_Ri、O_Ui、O_Di分别表示第i块数据块插入操作的次数operateC、查询操作的次数operateR、更新操作的次数operateU、删除操作的次数operateD；

S332、计算第i块数据块操作量DW_i：

计算服务器上所有数据块操作量：

每次负载均衡时按照上式计算出服务器中各个数据块的DW_i然后存入变量datablockWeight中，DW参数供后续步骤使用；

S333、将包含数据块多的服务器称为数据块移动源，用S表示；包含数据块少的服务器称为数据块移动目标，用T表示；S与T的平均数据块操作量分别用S_DW和T_DW表示，则：

其中，n_S和n_T表示S与T中数据块的数量，SDW_n和TDW_n分别表示S与T服务器上所有数据块操作量；

S4、比较数据块移动源和数据块移动目标内的平均数据块操作量大小，如果数据块移动源内平均数据块操作量大于数据块移动目标内平均数据块操作量，则从数据块移动源中选取数据块操作量最大的数据块移动到数据块移动目标中；如果数据块移动源内平均数据块操作量小于或等于数据块移动目标内平均数据块操作量，则从数据块移动源中选取数据块操作量最小的数据块移动到数据块移动目标中；

S5、重复步骤S1～S4，直到任意两个服务器内数据块总数的差值小于系统预先设定的最小阈值时，完成负载均衡。

2.根据权利要求1所述的MongoDB负载均衡优化方法，其特征在于，所述的步骤S3还包括一个步骤：S34、在完成负载均衡后对步骤S32中增加的变量进行置零操作。