[发明专利]基于垂直划分模式的分布并行Skyline查询方法

摘要

本发明公开了一种基于垂直划分模式的分布并行Skyline查询方法，目的是提出一种新的Skyline查询方法，充分开发Skyline查询处理的并行性，提高效率。技术方案是先构建由一个协调节点和N个计算节点组成的分布并行计算环境，协调节点上安装有任务调度程序和结果分析处理程序，计算节点上安装有查询处理程序；协调节点执行任务调度程序，向各计算节点分发Skyline查询处理任务；各计算节点执行查询处理程序，接收来自协调节点的Skyline查询处理任务，并行进行Skyline查询处理；协调节点执行结果分析处理程序收集所有计算节点的Skyline集合LS，并对其进行Skyline查询处理，得到最终的Skyline查询结果。采用本发明可有效保证计算节点之间的负载均衡，既保证Skyline查询结果的正确性又提高查询效率。

主权项

1.一种基于垂直划分模式的分布并行Skyline查询方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，构建一个分布并行计算环境，它由多个节点构成，每个节点都是一台可独立运行的计算机，各节点通过网络设备互连；节点包括一个协调节点和N个计算节点，N是原始数据集中数据对象的维度数目，N为正整数；协调节点负责存储原始数据集中的所有数据对象的编号，负责与用户交互，接收用户提交的查询请求，向各计算节点分发查询处理任务和收集查询处理结果，并向用户返回查询结果；每个计算节点存储原始数据集的一个维度上的所有数据，计算节点执行查询处理任务，并向协调节点返回查询处理结果；协调节点和计算节点上均安装有操作系统、TCP/IP协议软件，配置了网络环境；协调节点上安装有任务调度程序和结果分析处理程序，任务调度程序接收用户提交的Skyline查询请求，向各计算节点分发Skyline查询处理任务，结果分析处理程序负责收集计算节点的Skyline查询处理结果，并对收集到的所有计算节点的Skyline查询处理结果再进行Skyline查询处理以得到最终的Skyline查询结果；计算节点上安装有查询处理程序，查询处理程序负责接收来自协调节点的Skyline查询请求，并对计算节点上存储的原始数据集进行Skyline查询处理；第二步，协调节点执行任务调度程序，向各计算节点分发Skyline查询处理任务；各计算节点执行查询处理程序，接收来自协调节点的Skyline查询处理任务，并行进行Skyline查询处理：2.1协调节点的任务调度程序接收用户提交的Skyline查询请求；2.2协调节点的任务调度程序向所有计算节点分发Skyline查询处理任务，具体步骤如下：2.2.1任务调度程序根据计算节点的数目N将原始数据集的所有M个数据对象编号分成大小均等的N个数据对象编号集合，每个数据对象编号集合包括[M/N]个或者[M/N]+1个数据对象编号，M为数据对象编号总数，M为正整数，[M/N]表示不超过M/N的最大整数；2.2.2任务调度程序向所有计算节点分发Skyline查询请求，并向每个计算节点分发一个数据对象编号集合；2.3每个计算节点的查询处理程序接收来自协调节点的Skyline查询处理任务，根据接收的Skyline查询请求对收到的数据对象编号集合对应的数据对象构成的集合进行Skyline查询处理，具体步骤如下：2.3.1查询处理程序接收来自协调节点的Skyline查询请求和数据对象编号集合；2.3.2查询处理程序初始化查询处理结果集合简称Skyline集合2.3.3查询处理程序从其他计算节点获取计算节点负责的数据对象集合中所有数据对象的全部维度数据，组成本地原始数据集Set；2.3.4查询处理程序对本地原始数据集合Set中的所有数据对象逐一进行数据对象之间的控制关系判断，将不被Set中任意一个其他数据对象所控制的数据对象放到Skyline集合LS中，即，判断本地原始数据集Set中的每个数据对象DO与Set中的所有其他数据对象之间的控制关系，如果DO不被Set中任意一个其他数据对象所控制，则将DO放入计算节点的Skyline集合LS中，即，LS＝LS+{DO}；2.3.5查询处理程序将Skyline集合LS返回给协调节点。第三步，协调节点的结果分析处理程序收集所有计算节点的Skyline集合LS，并对其进行Skyline查询处理，得到最终的Skyline查询结果：3.1结果分析处理程序收集所有计算节点的Skyline集合LS；3.2结果分析处理程序合并所有计算节点的Skyline集合LS，得到新数据集NS；3.3初始化协调节点的Skyline集合3.4结果分析处理程序对NS进行Skyline查询处理，即，判断NS中的每个数据对象N_DO与NS中所有其他数据对象之间的控制关系，如果N_DO不被NS中任意一个其他数据对象所控制，那么将N_DO放入协调节点的Skyline集合GS中，即，GS＝GS+{N_DO}；3.5结果分析处理程序将Skyline集合GS返回给用户。