17、分布式数据库复制技术深度解析

分布式数据库复制技术深度解析

1. 分布式数据库基础

单数据库实例借助共享内存、线程和进程间同步以及共享一致的文件系统缓冲区缓存等特定设施，来提升速度并降低复杂度。这些设施在单主机上快速可靠，但在联网集群尤其是广域网环境下，难以进行通用化和抽象化处理。

分布式数据库并不尝试构建分布式的上述设施（如单系统映像集群解决方案那样），而是采用特定协议来确保多个实例间的 ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）特性。这些协议本身并不复杂，但由于通过网络通信，会面临性能和可用性的波动，这在单主机环境中是不常见的。人们习惯并依赖传统关系型数据库管理系统（RDBMS）的性能，因此很难接受在性能或功能方面做出妥协。

2. 多主复制（Multimaster Replication）

多主复制被视为分布式数据库的“圣杯”。在这种模式下，所有数据存储在多个节点上，且所有节点都能完全处理事务。然而，大多数系统并不需要多主复制所提供的功能。但传统上，非技术人员甚至很多技术人员在提及数据库复制时，都会默认这种模式。随着复制数据库在大小架构中变得普遍，这种认知会发生改变。目前，提到复制，通常指的就是多主复制。

要理解多主复制为何困难，需回顾 ACID 的要求：
- 原子性（Atomicity） ：看似简单，即要么全部执行，要么全部不执行。但在分布式系统中，事务结束时的提交操作变得复杂。单实例中，提交失败可返回错误；而在分布式系统中，必须在多个节点上同时成功提交或全部失败，否则会引入不一致性。
- 一致性（Consistency） ：要求事务完成时，所有数据实例的视图都得到