经典论文研读：《F1:A Distributed SQL Database That Scales》

一 简介

F1是Google提出的分布式关系型数据库，支持便捷的水平伸缩。这篇论文是NewSQL分布式数据库架构的基石。论文首先定义了F1分布式数据库设计的关键方向：

• 可伸缩性：数据库要提供对业务透明的水平扩展能力，并支持数据迁移、数据rebalance
• 可用性：提供高可用的数据服务
• 一致性：这里特指强一致性
• 易用性：需要支持索引、ad-hoc类查询接口
  F1的设计理念是兼顾传统SQL数据库的功能完备于NoSQL数据库的灵活伸缩能力。

F1采用Spanner作为基础数据库（Google提出的分布式NoSQL数据库，后文介绍），并继承了Spanner数据库的特性。在此基础上，F1扩展出了分布式关系型数据库关键能力：

• 分布式查询
• 事务级索引
• schema变更
• 变更历史记录

为了缓解分布式数据库引入到高时延，F1做了一些性能优化的工作，使得F1能在性能上和传统数据库持平。

• 通过数据schema定义让数据内聚，内举的数据相邻存放，提高了访存局部性，减少了RPC访问次数
• 由于F1的使用者大量使用批处理、并行处理、异步读取等操作，F1设计了新的ORM接口，可以限定一次查询内部RPC访问次数的上界

二 整体架构

Load Balancer
查询时，默认访问最近DataCenter，并在必要时执行负载均衡。
F1 Server
F1 Server无状态（几乎）的数据查询服务，不存放任何数据，而是通过访问Spanner查询数据。