基于内存式数据库的关系型标准查询算法研究与工程实践
这是一篇关于关系型查询,内存数据库,MySQL,Redis,微服务,SpringCloud的论文, 主要内容为在大数据、云计算、区块链等技术快速发展背景下,信息的存储与高效利用是各个领域和各大行业都面临的挑战与机遇。信息数据的汇集和业务数据的生产在高访问及高并发应用下呈指数式增长。这种情形下,目前仍然充当主力存储模式的传统关系型数据库在数据存储以及数据访问等方面逐渐显得力不从心,尤其是关系型数据库IO问题成为了诸多应用系统性能的瓶颈。近些年快速发展起来的内存式数据库越来越被重视和使用,成为满足高并发、低时延数据管理需求最有效的解决方案之一。但如何将数据从关系型数据中迁移到内存数据库中成为企业面临的一大问题。同时对于不支持标准SQL语言的内存式数据库,如何实现标准SQL查询访问成为普遍的业内期待和面临的突出问题。基于此现状,通过对当前流行的关系型数据和内存数据库进行调研与分析,结合当前国际形势,选取开源关系型数据库MySQL以及开源内存数据库Redis为研究对象,研究内存式数据库关系型标准查询算法,以开源Spring Cloud为基础搭建微服务架构,实现Redis的关系型标准查询。首先,对关系型MySQL和内存型Redis数据库的存储模型进行了深入研究与分析,提出了一种存储模型的转换器模式,实现关系型数据库存储模型到内存数据库(Redis)键值存储模型的转换,满足数据转换过程中的一致性要求。其次,基于上述研究成果,提出了一种内存式数据库的关系型标准查询算法MD-RSQA(自定义),实现内存数据库Redis的标准SQL查询。并通过自定义MRSQL中间件(包含YM-SQL解析器、动态SQL模型中继器以及BZ-SQL适配器)来实现该算法。基于该算法,提出了关系型数据库内存化后的一体化标准访问模型,通过数据DB适配器,实现在包含关系数据库和内存数据库的混合数据存储体系结构下的数据一体化标准访问。最后,搭建了基于Redis和MySQL的混合存储应用平台。该平台基于微服务架构,整合了负载均衡(Nginx)、网关及路由(Gateway)、限流与熔断(Hystrix)、分布式处理单元等相关组件,并对平台的各组件做了实际开发与扩展,构建可实际运行的微服务应用框架。基于对MD-RSQA算法的研究,为了佐证算法的正确性,对本文搭建的微服务平台进行一致性访问与并发测试。实测结果表明,该方案能够提高数据库操作(新增、删除、查询、更新)效率约10倍,大幅提升应用系统对数据的访问效率。本文是基于某商业项目技术需求进行研究,研究的部分成果已集成在该项目中,且在项目平台中稳定运行。
基于Spring的隧道监控管理系统的设计与实现
这是一篇关于隧道监控管理系统,SpringCloud,微服务,可靠性的论文, 主要内容为随着信息化高速发展,传统隧道监控管理系统所存在的弊端随之展现,类似系统功能单一化和扩展性差等缺点不仅给用户使用过程带来了一定的不便,同时由于系统本身扩展性差,新功能无法与旧的系统集成,导致系统本身消耗资源增加。再者,单体式架构本身有一定的局限,当系统业务增长到一定程度时,单机的处理能力便会无法满足业务需求,难以实现系统所必要的高可用、高可靠需求。使用基于微服务架构的分布式系统便可以解决这些问题。针对上述问题,本文根据隧道监控管理实际业务需求进行开发,基于分布式架构设计并实现了高可用和高可靠分布式的隧道监控管理系统。本文的主要内容包括:对隧道监控管理中现存的问题和需求进行分析,对系统进行分析建模,将功能模块分解,对每个功能都做出详细的需求分析,最后确定系统的运行指标,保证系统的可靠运行。本论文基于微服务架构,对以下内容进行介绍:1)系统开发的技术、各服务的设计与实现和系统测试部分。本文选择Spring Cloud微服务架构上使用Spring Boot框架进行开发,使用My SQL作为数据库,确保系统的可靠性和数据存储的稳定性。2)本系统的主要功能是面向隧道管理部门,将系统的业务分为用户验证与鉴权、信息采集、设备状态调节、视频监控等模块进行开发,根据业务需求对数据库进行设计,最终实现隧道监控管理系统。3)本论文使用微服务架构系统开发,通过部署多个服务节点,实现系统的高可用和高可靠要求,为隧道监控管理提供稳定有保障的服务。同时实现服务管理功能,实现注册中心集群配置、配置更新与数据恢复、服务链路追踪和服务监控等功能。本论文最后对系统应用场景设计测试用例,通过功能性测试以及非功能性测试,验证本系统的业务功能能否满足使用场景,以及确保系统的可用性和可靠性满足系统设计要求。并给出测试报告。测试结果表明,隧道监控管理系统实现了用户业务需求,且系统服务启动时间满足需求,系统可靠性约为99%,可用性约99.8%为,能够满足隧道监控管理的需求。
基于微服务架构的遗留系统重构研究与实践
这是一篇关于遗留系统,重构方法,微服务,SpringCloud的论文, 主要内容为随着软件生命周期的迭代演进以及产品需求的不断扩展,原始单体遗留系统扩展性差、灵活性低的弊端日渐明显,如果继续生产运营需要从架构级别对其进行重构。而目前业界比较流行的微服务架构旨在将系统拆分成一个个粒度合适的微服务进行单独开发与部署运行,这种架构形式在满足系统功能之外,对系统的非功能特性也有显著提升。论文在充分调研国内外微服务重构研究的基础上,提出了一套基于SpringCloud的遗留系统重构方法,为遗留系统的微服务重构以及具体实现提供了方法指导。重构方法针对微服务化过程中出现的关键问题给出了解决方案,同时基于目前比较流行的分布式框架SpringCloud给出了实现方法。基于上述提出的重构方法,论文针对一个购物商城遗留系统开展了重构实践。经过对原系统的架构分析以及重构设计,首先完成了商品服务、订单服务、用户服务、购物车服务以及搜索服务的拆分和封装,对原系统的商品详情页展示、用户注册登录以及创建订单功能进行了实现。其次,针对微服务架构中出现的数据一致性、异常处理、容错机制、监控等问题进行了相关处理。经过测试,重构后的系统能够实现系统原有功能,运行效率和系统可用性较重构前有明显改善,实践结果验证了重构方法的有效性。
基于微服务架构的矿山协同设计平台设计与实现
这是一篇关于矿山协同设计,微服务架构,SpringCloud的论文, 主要内容为我国是制造大国和互联网大国,推动传统行业数字化转型具备丰富的应用场景、广阔的市场空间和强大的内生动力。矿山工程咨询设计是中国恩菲工程技术有限公司的主营业务之一,恩菲积累了丰富的矿山工程经验,形成了一系列矿山专长技术体系。在矿山工程咨询设计领域的数字化转型中存在下列问题:1.设计协同性差。2.知识复用程度低。3.设计数据资产化程度低。针对以上问题本文设计并实现基于微服务架构的矿山工程协同设计平台。本文主要工作如下:(1)本文研究并设计了矿山工程数字化设计云平台的整体架构。为方便跨终端协同办公,因此平台使用浏览器访问并采用B/S架构。为满足系统展性强、灵活度高等需求,因此平台采用基于Java语言的SpringCloudAlibaba微服务架构。使用Redis做缓存,MySQL做数据库,保证了平台在后期高并发状况下的稳定性。使用Nacos做服务注册与配置中心,使用Gateway作网关,保证了系统的高扩展性。(2)本文针对知识复用程度低问题,详细设计并实现了工程知识库微服务。对项目数据进行了格式化处理并持久化,以项目为中心关联各阶段项目数据和装备数据。使用MinIO作为分布式文件存储系统,实现大型文件的高性能存储。同时使用永忠office做为文件浏览器,保证常用文件无需下载即可在线浏览。(3)针对设计协同性差,设计数据资产化程度低的问题,本文详细设计并实现了协同设计微服务。建立适用于数字化设计的设计流程,重构专业分工、设计内容、数据流转方式,形成数字化设计成果。使用SeaFile作为云存储平台,解决文件集中存储、共享和跨平台访问等问题,使用BimFace引擎做为CAD图纸和Bim模型轻量化和在线浏览工具,使用永忠office做为常用文件在线浏览工具。目前,该平台已经在中国恩菲工程技术有限公司矿山项目中应用,工程设计综合效率提升、设计成果数字化水平显著提升。
基于协同过滤的智能推荐商城系统的设计与实现
这是一篇关于SpringCloud,商城系统,协同过滤,推荐算法的论文, 主要内容为随着电子信息化的崛起和科学研究的迭代,人们的生活也在进行着改变,信息的过载已经是目前计算机应用里要面临的重要问题,用户们需要从大量的信息中耗费时间来提取自己所需要的信息。而推荐系统就可以为用户筛选出有效的信息,来解决这个问题。目前协同过滤推荐,混合式的推荐等方法已经在很多互联网平台中得到了应用,为用户来推荐想要的信息。同样的,随着电子商务的迅猛的势头,网上购物行为在人们生活中开始扮演着不可或缺的角色了。本文在这样的基础之上设计并实现了一个基于协同过滤的智能推荐商城系统。本文首先对现有的推荐平台与方法进行了研究与比较,然后引入了当下比较流行的小程序端,整个系统分为了两个模块。一个是用户的部分,囊括了个人信息管理,收藏管理,浏览足迹,商品评分,购物车管理,商品下单,订单管理等模块。另一个是商城的平台模块,囊括了动态分配权限,平台用户的管理,商品信息维护,商品评价情况,商品下架等功能。同时系统还可以根据用户的个人情况收集用户数据来为用户推荐适合的商品。系统在设计上也都使用了目前比较流行和成熟的技术,采用了微服务和前后端相分离相结合的开发方式,系统的整体框架上采用了Spring Cloud框架,提高了开发的效率,在前端技术的框架选择上选用了Vue框架,使得系统页面响应更加流畅快捷,数据库则选用了应用比较成熟的My Sql数据库和Redis数据库,保证了系统的性能。本文在推荐功能模块中首先对不同推荐方法进行了描述与比较,最后选择了分区混合式的推荐方式,将基于用户的协同过滤算法以及基于物品的协同过滤算法都在这个智能商城系统之中得到了运用,而同时针对传统的协同过滤算法中的热门物品推荐问题以及考虑到推荐系统的实时性和时间效应等问题进行了改进,进行了热门物品的惩罚以及引入了时间衰减函数来进行优化。本文以满足用户和商城平台的功能需求为目的,从提升用户的系统满意度,提升系统的全面性等方面,研究了相关的技术与理论,设计并实现了基于协同过滤的智能推荐商城系统。
同构型分布式数据库建模及访问一体化算法研究
这是一篇关于同构型,分布式数据库,微服务,SpringCloud,Mycat,Oracle,动态切换,一体化算法的论文, 主要内容为现代互联网信息系统服务业态变得更加丰富,数据量呈现爆发式增长,海量数据的处理正成为信息系统发展的瓶颈。其中,传统的单机数据库受硬件荷载等因素的限制,已经成为其中最主要的制约要素。分布式数据库的出现,有效解决了上述问题,已经成为当前大型信息系统首选的数据存储方式。本文所探索的同构型(库表结构一致)分布式数据库是信息系统可扩展性数据的重要存储方案之一,它可有效增大系统的访问效率和存储容量,提高系统的响应速度。但在系统访问量日益增长的情况下,同构型分布式数据库的响应速度会逐渐变慢,因此迫切需要通过重构访问过程并优化其连接和查询算法,以满足现实应用的需要。本文对当下流行的关系型数据库和非关系型数据库进行深入分析,对比不同数据库的优缺点,选取Oracle作为数据节点的存储方案。通过对国内外各种主流数据库中间件产品的分析,选取成熟的Mycat做为分布式数据库的中间件节点,继而进行重构连接过程和动态优化查询算法的拓展研究。本文选取Mycat中间件和Oracle数据库节点在服务器端搭建同构型进行分布式数据库,通过对Mycat中间件深入研究,优化其配置,结合Mycat核心的分库分表技术、读写分离技术、主从复制功能、全局自增ID技术等,构建高可用、高性能的同构型分布式数据库。设计和实现了基于Oracle数据库的同构型分布式数据库构架,独立研发了API数据访问交换模块,对外提供统一的接口用于访问连接和数据处理。本文采用了满足扩展性和高可用性的SpringCloud构建微服务框架,选取功能完善、性能稳定的组件,包含Eureka、Feign、Hystrix、Gateway、Config五种组件,完成了一体化的分布式数据访问平台的搭建。一体化的分布式数据访问平台的核心成果之一是设计和实现了访问一体化算法,在系统应用层对数据库访问的CRUD操作进行解析和路由,实现对Mycat服务器和多个Oracle数据库节点的动态连接控制。该算法通过对CRUD操作语句中的分片字段进行完整判断,对只涉及单个数据库节点的操作,不经过Mycat服务器,直接与其后端的Oracle数据库节点进行通信,对涉及多个数据库节点的操作则需要经过Mycat服务器进行路由通信,提高了数据访问效率并节约了系统资源。本文部分成果已被某实际商业项目采用,运行一年,效果达到预期目标。研发过程中,通过对不同数量级数据的CRUD操作测试,记录了其运行时间和资源消耗,对测试结果进行整理分析,证明了该一体化算法能够显著提升数据访问的效率,并有效降低系统的资源消耗。
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