分布式数据库MVCC读写设计

分布式数据库数据表分成多个parition,分布在不同server上,拓扑是每个server维护不同的版本时间戳,相比单机数据库,提供MVCC要复杂很多,当然,你如果有spanner的原子钟,那会简单很多。

现描述一种可行的实现方案,抛砖引玉。

此方案可以做如下保证:

  • 1.单Partition读(分分布式事务读)可以保重repeated read。

  • 2同一个server上的分布式事务可以保证repeated read,并且对外保证因果序列;

  • 3.跨partition不能保证因果序,但可保证repeated read

数据模型

  • 1.每个server上多个parition,每个是一个MVCC数据结构,即有多个版本的数据
  • 2 每个server上一个publish_id,表示版本小于此值的数据都可以读取到
  • 3 每个server上一个trans_id,表示后续写入的数据的版本都是大于此值

分布式事务写

  • 1在两阶段提交的prepare阶段,参与者发送prepare ack中携带一个版本号,即本地++trans_id的值
  • 2 协调者在收集到的parepare ack中选出时间戳最大的max_ver,发送commit
  • 3 参与者收到此请求后写commit日志,同时使用max_ver更新trans_id
  • 4 commit日志落盘后,修改publish_id,并释放行锁

分布式事务读

由于跨server的分布式读不作任何保证,只讨论同一个server的分布式读,简单来说,就是去publish_id作为版本号,如果目标行上有行锁,且行锁相关的版本号是小于publish_id的,则阻塞等待行锁释放,否则直接读取即可。nweet/stackedit

### 设计原则 分布式数据库系统的设计需遵循若干核心原则以确保高效性和可靠性。这些原则包括但不限于高可用性、可扩展性以及一致性。为了保障系统的稳定运行,在设计阶段应充分考虑冗余机制,使得即使部分节点失效也能维持正常服务[^1]。 ### 架构概述 分布式数据库架构可以分为集中式控制与去中心化两种形式。前者通过单一管理单元来协调各个存储站点之间的操作;后者则赋予各节点相对独立的操作权限,减少瓶颈效应的同时提高了整体灵活性。此外,依据数据分布方式的不同还可以进一步细分为同构型(Homogeneous)和异构型(Heterogeneous),其中同构指的是所有组成部分都基于相同的技术栈构建而成,而异构允许混合使用多种不同的DBMS产品和服务[^2]。 ### 实现方案 针对具体应用场景选择合适的实现路径至关重要。对于追求极致读写效率的应用来说,NewSQL类型的分布式数据库可能是理想的选择之一,这类系统不仅继承了NoSQL的高性能特点还保留了一定程度上的ACID特性支持。而在实际项目实施过程中,则可能涉及到诸如跨地域部署、多版本并发控制(MVCC)算法应用等方面的具体考量。 #### 示例代码片段展示如何配置一个简单的MySQL集群环境: ```bash # 安装必要的软件包 sudo apt-get install mysql-server galera-common rsync # 修改my.cnf文件加入Galera Cluster参数 [mysqld] wsrep_on=ON wsrep_provider=/usr/lib/galera/libgalera_smm.so ... ``` 此段脚本仅用于说明目的,并不代表完整的安装指南,请参照官方文档获取最新指导信息。 ### 最佳实践建议 - **透明访问层**:尽可能让应用程序无需关心底层物理位置细节即可完成查询请求处理工作,这有助于简化开发流程并降低维护成本[^3]。 - **优化网络通信开销**:当面临低带宽或不稳定连接条件时,可以通过调整数据布局策略如将频繁交互的小量元数据放置本地缓存等方式减轻远程调用负担[^4]。 - **强化安全措施**:考虑到分布式环境中潜在的安全风险因素增多,务必重视身份验证、授权管理和加密传输等环节建设。
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