[发明专利]一种键值模型、文档模型和图模型数据的统一存储方法

说明书

本发明涉及一种键值模型、文档模型和图模型数据的统一存储方法，包括:利用文档模型对数据的描述能力，建立键值模型到文档模型的映射以及图模型到文档模型的映射；键值模型和文档模型的统一存储包括：设计Class类，Class类实例化后的普通表存放文档模型的记录；图模型和文档模型的统一存储方法包括：设计Vector类和Edge类，Vector类实例化后的顶点表存放文档模型的记录，Edge类实例化后的边表存放文档模型的记录；键值模型、图模型和文档模型的统一存储包括：Vector子类和Edge子类与父类Class类是继承关系，Class类支持键值模型和文档模型，Vector类和Edge类支持顶点和边，使用Vector类和Edge类实例化的顶点和边可以同时存储键值模型、文档模型和图模型的数据。

技术领域

本发明涉及大数据技术，特别涉及一种键值模型、文档模型和图模型数据的统一存储方法。

背景技术

随着大数据应用的不断发展，数据库从传统的关系型数据库(RDMS)发展到非关系型数据库(NoSQL数据库)。NoSQL数据库依据不同的数据模型可分为多种类型，包括列(Column)数据库、键值(Key-Value)数据库、文档(Document)数据库和图(Graph)数据库等。不同的数据模型采用的不同存储方法，且适用于不同的应用场景。例如，关系模型是用固定的二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型，所有信息都表示为关系中的数据值。关系模型一般使用行式存储。关系型数据库包括SQL Sever，DB2，Oracle等。

键值模型按照键值对的形式进行组织和索引数据，即由键和值固定结构组成，k表示键，v表示值，k/v表示一对键值，n对键值的聚合表示为{k1/v1,k2/v2,k3/v3,...kn/vn}。键值数据库提供基于键值的访问模式，适用数据关联性低，业务关系简单的应用，主流的产品有Redis，RocksDB等。

文档模型用于检索和管理面向文档和半结构化的数据，具有无模式的特点，不需要写入数据前确定属性名和数据类型。在文档封装和数据编码上有一些标准格式，编码包括XML、YAML、JSON和BSON，还有二进制格式(诸如PDF和MS office文档)。主流的文档数据库产品有MongoDB，Couchbase等。

图模型应用图理论组织实体之间的关系。一个图结构的构造单元主要包括：节点，即顶点和关系，即边。图具有方向，在顶点之间可存在多条边，边具有方向，边有一个起点和一个终点；图具有属性，在顶点和边上可存在属性。图模型具有强模式的特点，属性的名称和数据类型都是在数据写入前确定的。主流的图数据库有Neo4j，Giraph等。

现有的大数据应用通常需要同时访问多种模型的数据，导致单一的数据库系统难以满足数据规模庞大、数据类型复杂的应用场景。中国专利“CN 109144982 A多维全息数据库动态构建技术系统”通过构建逻辑业务层、数据融合层、数据源层来实现统一的数据访问平台，可统一管理多个数据模型的异构数据库系统，包括关系数据库、键值库、文档数据库等，以实现对多种数据库模型的统一访问，满足不同应用服务的大数据业务。

随着互联网技术的发展，各类信息数据呈指数级增长，数据呈现出海量性、异构性和多维性的特点。单一模型数据库产品不能同时支持键值、文档和图等模型的数据，在同时处理多种数据模型时需要跨库访问不同模型的数据，因此存在效率低下、数据冗余、数据不一致等问题。单一数据库系统通常不支持其他模型的数据存储和访问，例如，单一的键值模型，由于结构简单，无法同时管理文档模型和图模型数据；单一的文档模型，由于缺少顶点和边的表示方法，无法同时管理图模型数据；单一图模型，由于是面向顶点和边的设计，无法实现键值对的聚合、值的有序列表和值的嵌套结构，因此无法同时管理键值模型和文档模型数据。