[发明专利]一种MongoDB负载均衡优化方法

说明书

本发明公开了一种MongoDB负载均衡优化方法，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最大阈值，若是则将数据块多的服务器定为数据块移动源S，数据块少的服务器定为数据块移动目标T；S3、计算S和T的平均数据块操作量S_DW和T_DW；S4、若S_DW>T_DW，则从S中选取数据块操作量最大的数据块移动到T中，否则从S中选取数据块操作量最小的数据块移动到T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最小阈值时，完成负载均衡。本发明将数据块的CRUD负载考虑进去，根据数据库的实际使用情况，依据各个数据块读写频率，动态地进行负载均衡，达到了优化数据库性能的目的。

技术领域

本文属于数据库性能优化领域，具体涉及一种MongoDB负载均衡优化方法。

背景技术

随着互联网Web 2.0网站的兴起，传统的关系型数据库在应付Web 2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的Web 2.0纯动态网站时已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，例如对数据库高并发读写的问题、对海量数据的高效率存储和访问的问题，以及数据库的高扩展性和高可用性的问题。

为了应对以上问题，非关系性数据库NoSQL(Not Only SQL，是一种新型的数据库方面的革命)应运而生，它通过降低关系型数据库的数据库事务一致性、写实时性读实时性，以及弱化复杂的SQL查询功能来解决Web 2.0网站建设中遇到的问题。其中MongoDB就是其中一个典型的代表。MongoDB是一个开源的，基于分布式的，面向文档存储的非关系型数据库。是非关系型数据库当中功能最丰富、最像关系数据库的，它的特点是高性能、易部署、易使用，存储数据非常方便，扩展能力强。

在MongoDB中，提供一种名为Auto-Shareding，即自动分片的机制来实现数据库的水平扩展(水平扩展，是指通过加入更多的服务器运行数据，从而提供更多的存储空间或者更高的运算性能)。与其它数据库不同，水平扩展的全部的过程都会由MongoDB自动地完成，不需要人工操作，并且当各个分片(分片，是指将数据拆分成特定大小的块，然后将其分布到多个服务器中)中的数据分布不均衡时，自动完成数据的重分布，通过将数据分布到多个服务器上，这样就不再需要高性能主机来存储海量数据，承受高压负载。

目前MongoDB的Auto-Shareding机制是靠一个balancer的模块来实现数据在各个服务器上的转移以及均匀分布，它是一个在后台运行的任务，当任意两个服务器中的数据块的数量的差值达到系统设定的最高阈值时，balancer就会将数据块从数据块多的服务器移动到数据块少的服务器上，直到数量之差达到最低阈值。

但是通过研究可以知道balancer内在的算法仅仅依据各个服务器上数据块的总量来实现数据块在各个服务器上的负载均衡。这种算法可以使得数据库的移动量最小，但是选取的数据块都是块键(每个数据库的唯一标识，是个数字)最小的。并没有将实际使用情况考虑进去，因为各个数据块的使用情况大有不同，有的基本不会访问，有的查询量大，有的修改量大，使得各个服务器的负责并不能有效的均衡。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中MongoDB在自动分片机制上的不足，提供一种将数据块的CRUD负载考虑进去，根据数据库的实际使用情况，依据各个数据块读写频率，动态地进行负载均衡，以达到优化数据库性能的目的的MongoDB负载均衡优化方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种MongoDB负载均衡优化方法，包括以下步骤：

S1、计算每两个服务器内数据块总数的差值；