[发明专利]一种云原生分布式多租户数据库实现方法及系统

说明书

本发明涉及数据库技术领域，具体涉及一种云原生分布式多租户数据库实现方法及系统。该方法包括基于集中式管理元数据进行统一元数据管理，将元数据管理从单机数据库系统中剥离出来并提取为公共服务，作为一个单独的服务为分布式集群提供元数据服务，本发明可以解决分布式场景下跨物理服务器的数据读写一致性问题，元数据管理内部采用Raft一致性协议来解决数据的可靠性和一致性问题；结合数据库的RLS机制实现元数据的隔离；通过并置库的方式，将租户的数据库的所有数据集中在一组分片上进行管理，不同组合的数据分布在不同的分片上，实现数据隔离存储。

技术领域

本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及一种云原生分布式多租户数据库实现方法及系统。

背景技术

云原生数据库是近年来数据库领域最火热的技术方向，云原生数据库通过资源解耦和资源池化等技术，具备了高弹性、高可用性、可扩展性等特点，支撑了不同业务领域的应用对数据管理高性能、高并发和按需使用的需求。与此同时，云原生数据库对于多租户的需求也愈发迫切。

针对传统单机数据库，需要提供一种云原生分布式多租户管理的方法，以解决分布式元数据一致性问题，确保元数据在任意节点上的读写一致性；多租户元数据隔离，确保租户数据可见性、可访问性隔离；以及多租户数据负载均衡调度及物理隔离。

发明内容

为解决分布式场景下跨物理服务器的数据读写一致性问题，以及元数据管理内部采用Raft一致性协议来解决数据的可靠性和一致性问题，本发明提供了一种云原生分布式多租户数据库实现方法及系统，将元数据管理从单机数据库系统中剥离出来，作为一个单独的服务为分布式集群提供元数据服务，结合数据库的RLS机制实现元数据的隔离；通过并置库的方式，将租户的数据库的所有数据集中在一组分片上进行管理，不同组合的数据分布在不同的分片上，实现数据隔离存储。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，在本发明提供的一个实施方案中，提供了一种云原生分布式多租户数据库实现方法，包括以下步骤：

基于集中式管理元数据进行统一元数据管理，将元数据管理从单机数据库系统中剥离出来并提取为公共服务，作为一个单独的服务为分布式集群提供元数据服务；

在数据库进程中构建元数据缓存并构建缓存失效机制，缓存有效时直接读取缓存中的数据，缓存失效时，从元数据服务中获取数据并更新本地元数据缓存；

将元数据进行分片管理，并引入Raft一致性协议，每个分片内部通过Raft Group管理一组数据副本；

基于行级安全策略实现数据库元数据的多租户隔离机制，允许当前租户查询元数据表中的对应记录；

基于物理隔离方式对用户业务数据进行隔离，并对租户创建的每一个数据库在存储层分配一个并置数据库，并置数据库将租户的所有表集中在一个或一组分片上。

作为本发明的进一步方案，所述基于集中式管理元数据进行统一元数据管理，将元数据管理从单机数据库系统中剥离出来并提取为公共服务，包括：

基于单机数据库进行分布式改造，使每个节点运行一个数据库进程，所有节点显示的元数据信息一致，元数据服务提供事务级别的ACI D语义保障。

作为本发明的进一步方案，缓存失效机制进行元数据缓存失效的更新方法，包括以下步骤：

S1、系统启动时从元数据服务加载元数据信息到本地缓存；并加载元数据服务器的当前版本号v1，该版本号由元数据服务维护，每次元数据发生变化就回增加该版本号；

S2、当数据库实例接收到外部查询指令后，读取元数据服务最新的版本号信息v2；用最新版本号v2与上次缓存的版本号进行比较，如果不相等，则执行S21，否则执行S3；