基于部分二进制前缀编码的XML流缓存管理方法技术

本发明专利技术属于可扩充标记语言（ＸＭＬ）管理技术领域，具体为一种基于部分二进制前缀编码的ＸＭＬ流缓存管理方法。该方法包括：通过运行时栈驱动的基于二进制的前缀编码，在运行时确定结果集中节点之间的关系，避免中间结果集之间的连接操作；定义一个查询的“最低公共祖先谓词节点”，以便尽早删除缓存中的节点，处理在ＸＱｕｅｒｙ查询中包含“∥”并且ＸＭＬ文档中含有递归、嵌套结构的情况；缓存管理方法同时处理多个含有复杂谓词的ＸＱｕｅｒｙ查询，并支持多个ＸＱｕｅｒｙ查询结果中公共缓存节点的共享。本发明专利技术能够有效支持针对ＸＱｕｅｒｙ查询的ＸＭＬ流的缓存管理，缓存的效率明显提高，可应用于基于Ｗｅｂ的个性化推荐服务、信息监测等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于可扩充标记语言(XML)管理
，具体涉及一种针对XML流的XQuery查询的缓存管理方法。
技术介绍
在新的需求背景下，人们在20世纪90年代初，提出了一种新型的数据模型，即数据流处理模型。例如，在事件驱动的股票行情系统中，一个典型用例是将过去10分钟内价格上升10％的所有股票的名称发送给某个用户；再例如，在一个网络分析系统中，报告所有具有某些特定目的地址的包。这类应用的共同特点是实时地、持续地处理连续到达的、无限的数据流。传统的数据库管理技术不能适用于这样的应用。传统数据库管理系统的主要特点是数据持久存储，在某一时刻执行查询并通过稳定查询计划给出精确的回答；而数据流管理系统强调数据在线到达、查询持久存储，并且能够在有限内存中单遍处理数据流。由于可扩充标记语言(XML)已经成为Web上数据交换的标准，用于各种应用和信息源之间的数据交换，XML流处理的理论和技术引起工业界和学术界的广泛关注。这类系统面临的一个挑战是面对海量的用户查询(通常用XQuery[1]查询语言或XPath[2]查询语言)所产生的大量结果，如何对返回结果集进行有效管理，使系统能够在有限的内存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于部分二进制前缀编码的ＸＭＬ流缓存管理方法，其特征在于具体步骤如下：　　　　（１）构造ＸＱｕｅｒｙ查询的紧凑查询树，将用户提交的所有ＸＱｕｅｒｙ查询构造为单颗紧凑查询树，并为每一个返回节点构造一个缓存池；在紧凑查询树中，所有查询共享公共前缀；　　　　（２）查询匹配，查询匹配过程包括自顶向下和自底向上两部分，在查询匹配的过程中，执行缓存管理的基本操作，包括进行缓存结果的加入和删除；　　　　（３）缓存管理过程，缓存管理过程优化与ＸＱｕｅｒｙ查询匹配的返回结果的缓存，包括：　　　　（ａ）建立缓管理的数据结构：ＸＱｕｅｒｙ查询中的每一个缓存节点对应于一个缓存池，所有缓存池构成一个链表，其中，每两...

【技术特征摘要】
1.一种基于部分二进制前缀编码的XML流缓存管理方法，其特征在于具体步骤如下(1)构造XQuery查询的紧凑查询树，将用户提交的所有XQuery查询构造为单颗紧凑查询树，并为每一个返回节点构造一个缓存池；在紧凑查询树中，所有查询共享公共前缀；(2)查询匹配，查询匹配过程包括自顶向下和自底向上两部分，在查询匹配的过程中，执行缓存管理的基本操作，包括进行缓存结果的加入和删除；(3)缓存管理过程，缓存管理过程优化与XQuery查询匹配的返回结果的缓存，包括(a)建立缓管理的数据结构XQuery查询中的每一个缓存节点对应于一个缓存池，所有缓存池构成一个链表，其中，每两个缓冲池之间的链接由缓存池中返回节点之间的语义关系定义，包括父子关系、子孙关系、兄弟关系和共同祖先关系；(b)建立基于运行时栈的部分二进制前缀编码表示，通过运行时栈驱动基于二进制的前缀编码，在运行时确定结果集中节点之间的关系，迟早构成返回结果元组，避免中间结果集之间的连接操作；(c)进行返回结果的缓存管理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的XQuery的紧凑查询树定义如下定义1一颗紧凑查询树是表示XQuery的查询树，其中的节点称为查询节点，记为QNode，具有惟一标识，查询节点分为以下两种类型(1)OQNode不带有谓词的定位步，称为通常查询节点，在紧凑查询树中，OQNode关联相关信息，包括节点名字“name”和表示父子“/”或子孙“//”关系的算子，用两元组<name，“/”or“//”>表示；(2)PQNode带有谓词的定位步，称为谓词查询节点，谓词查询节点是紧凑查询树中的特殊节点，它通过AND/OR逻辑谓词将其子树连接起来；除了节点标识，节点名和父子或者子孙外，还关联一个逻辑表达式；该逻辑表达式在内部表示为抽象语法树；该抽象语法树的每一个叶子节点都维护一个到其对应的节点的引用；(3)RNode返回结果节点，即是指那些构成XQuery结果元组的节点；定义2谓词子树，在一个紧凑查询树中，以距离根节点最近的谓词节点为根所形成的子树称为谓词子树；同时扩充相应的节点结构谓词子树中的OQNode，也关联一个逻辑表达式，该逻辑表达式是只含有一个项，即其孩子节点的标识；而如果OQNode是叶子节点，则含有一个逻辑标记，初始为真，当遇到CLOSE事件后，将逻辑标记的值赋为假；定义3接受节点，在一颗紧凑查询树的表示中，距离根节点最近的谓词节点称为该树所表示查询的接受节点；如果计算过程中，接受节点相关逻辑表达式的值为真，则该文档与查询匹配；如果一个XQuery是不带谓词的一般查询XP{/，//，*}，其接受节点则是其通常查询树的叶子节点；如果在匹配过程中到达接受节点，则该文档与查询匹配。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的查询匹配过程分为OPEN和CLOSE两部分，其中(a)OPEN事件通过回调函数调用该句柄，传入事件名字，元素名字和元素的文档层次；对每一个到达的XML元素，进行节点测试和文档层次检查；如果节点检查返回TRUE，则该节点被压入一个运行时栈；若遇到的节点是PQNode或谓词子树的子节点，其状态标记的值设为FALSE；若遇到的节点是一个查询的接受节点，且不是PQNode节点，则一个查询匹配发生；若遇到的节点是同一节点的不同层次，则将其作为不同的状态节点，用节点标识和文档层次来共同识别该状态节点；如果该接受节点是PQNode，则需要等到遇到CLOSE事件时才能判定文档与查询是否匹配；若遇到的是返回结果节点RNode，则将该节点放入缓存池中；(b)在CLOSE事件发生时，如果遇到的节点是OQNode，简单地将节点从栈中弹出；如果遇到的节点是PQNode或谓词子树的子节点，将执行下列步骤a)如果是叶子节点，将其状态标记赋为TRUE，意味着该节点匹配成功，从运行栈弹出该节点，并将当前栈顶对应的节点中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫东，王清明，朱皓，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]