[发明专利]一种基于云计算环境的分布并行Skyline查询方法

摘要

本发明公开了一种基于云计算环境的分布并行Skyline查询方法，目的是有效控制节点失效对分布并行Skyline查询处理过程的影响。技术方案是先构建由一个门户节点和N个计算节点组成的云计算环境，门户节点上安装有任务管理程序和结果回收程序，计算节点上安装有查询处理程序和故障处理程序；门户节点执行任务管理程序，向各计算节点转发Skyline查询请求；各计算节点执行查询处理程序，并行进行Skyline查询处理；各计算节点执行故障处理程序，定期对邻居节点进行故障检测，进行故障修复；门户节点执行结果回收程序收集所有计算节点的Skyline集合，将其汇总返回给用户。采用本发明可有效控制节点失效对分布并行Skyline查询处理过程的影响，保证Skyline查询处理的高效性和可靠性、正确性。

主权项

1.一种基于云计算环境的分布并行Skyline查询方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，构建一个云计算环境，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；节点包括一个门户节点和N个计算节点，N为正整数；门户节点负责与用户交互，接收用户提交的查询请求并转发给计算节点，接收计算节点的查询处理结果并返回给用户；计算节点负责存储原始数据集并执行查询处理任务，并向门户节点返回查询处理结果；门户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；门户节点上安装有任务管理程序和结果回收程序，任务管理程序接收用户提交的Skyline查询请求，向各计算节点转发Skyline查询请求，结果回收程序负责接收计算节点的查询处理结果并返回给用户；计算节点上安装有查询处理程序和故障处理程序，查询处理程序负责接收来自门户节点的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，故障处理程序负责定期对邻居节点进行故障检测，并进行故障修复；计算节点的编号为i，i＝1，2，…，N，当1≤i≤N-1时，计算节点i的邻居节点为计算节点i+1；当i＝N时，计算节点i的邻居节点为计算节点1；第二步，门户节点执行任务管理程序，向各计算节点转发Skyline查询请求；各计算节点执行查询处理程序，接收来自门户节点的Skyline查询请求，并行进行Skyline查询处理；计算节点执行故障处理程序，定期对邻居节点进行故障检测，并进行故障修复：2.1门户节点的任务管理程序接收用户提交的Skyline查询请求；2.2门户节点的任务管理程序向所有计算节点转发Skyline查询请求；2.3每个计算节点的查询处理程序接收来自门户节点的Skyline查询请求，根据接收的Skyline查询请求对各自存储的原始数据集进行Skyline查询处理，具体步骤如下：2.3.1查询处理程序接收来自门户节点的Skyline查询请求；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查询处理程序对本地原始数据集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}；2.3.4查询处理程序将Skyline集合LS发送给其他所有计算节点；2.3.5查询处理程序接收来自其他所有计算节点的Skyline集合，并将其合并为LS’；2.3.6查询处理程序对Skyline集合LS中的所有数据对象逐一进行筛选，方法是判断LS中的每个数据对象SDO与来自其他所有计算节点的LS’中的所有数据对象之间的控制关系，如果数据对象SDO被LS’中任意一个数据对象所控制，则将数据对象SDO从LS中删除，即，LS＝LS-{SDO}；2.3.7查询处理程序将LS返回给门户节点；2.4每个计算节点的故障处理程序按故障检测的周期T定期对邻居节点进行故障检测，并进行故障修复，T取100s，具体步骤如下：2.4.1故障处理程序按周期T定期向邻居节点发送探测消息；2.4.2邻居节点接收探测消息，并向计算节点返回应答消息；2.4.3故障处理程序检查t时间内是否收到邻居节点的应答消息，t取10s；2.4.4故障处理程序对未接收到应答消息的邻居节点进行如下故障修复处理：2.4.4.1计算节点替代其邻居节点进行Skyline查询处理，并将最终的Skyline集合LS返回给门户节点；2.4.4.2计算节点替代其邻居节点进行后续的定期故障检测和故障修复；第三步，门户节点的结果回收程序收集所有计算节点的Skyline集合LS，并将其汇总返回给用户。