前篇：《數(shù)據(jù)庫(kù)中間件cobar調(diào)研筆記》

13年底負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)中間件設(shè)計(jì)時(shí)的調(diào)研筆記，拿出來(lái)和大家分享，輕拍。

一、TDDL是什么

• TDDL是Taobao Distribute Data Layer的簡(jiǎn)稱
• 淘寶一個(gè)基于客戶端的數(shù)據(jù)庫(kù)中間件產(chǎn)品
• 基于JDBC規(guī)范，沒(méi)有server，以client-jar的形式存在

畫(huà)外音：數(shù)據(jù)庫(kù)中間件有基于服務(wù)端的，也有基于客戶端的，TDDL屬于后者;而cobar是一個(gè)中間層服務(wù)，使用mysql協(xié)議，屬于前者。

二、TDDL不支持什么SQL

• 不支持各類join
• 不支持多表查詢
• 不支持between/and
• 不支持not(除了支持not like)
• 不支持comment，即注釋
• 不支持for update
• 不支持group by中having后面出現(xiàn)集函數(shù)
• 不支持force index
• 不支持mysql獨(dú)有的大部分函數(shù)

畫(huà)外音：分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中間件，join都是很難支持的，cobar號(hào)稱的對(duì)join的支持即有限，又低效。

三、TDDL支持什么SQL

• 支持CURD基本語(yǔ)法
• 支持as
• 支持表名限定，即"table_name.column"
• 支持like/not like
• 支持limit，即mysql的分頁(yè)語(yǔ)法
• 支持in
• 支持嵌套查詢，由于不支持多表，只支持單表的嵌套查詢

畫(huà)外音：分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中間件，支持的語(yǔ)法都很有限，但對(duì)于與聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)/高并發(fā)應(yīng)用，足夠了，服務(wù)層應(yīng)該做更多的事情。

四、TDDL其他特性

• 支持oracle和mysql
• 支持主備動(dòng)態(tài)切換
• 支持帶權(quán)重的讀寫(xiě)分離
• 支持分庫(kù)分表
• 支持主鍵生成：oracle用sequence來(lái)生成，mysql則需要建立一個(gè)用于生成id的表
• 支持單庫(kù)事務(wù)，不支持夸庫(kù)事務(wù)
• 支持多庫(kù)多表分頁(yè)查詢，但會(huì)隨著翻頁(yè)，性能降低

畫(huà)外音：可以看到，其實(shí)TDDL很多東西都不支持，那么為什么它還如此流行呢?它解決的根本痛點(diǎn)是“分布式”“分庫(kù)分表”等。

加入了解決“分布式”“分庫(kù)分表”的中間件后，SQL功能必然受限，但是，我們應(yīng)該考慮到：MYSQL的CPU和MEM都是非常珍貴的，我們應(yīng)該將MYSQL從復(fù)雜的計(jì)算(事務(wù)，JOIN，自查詢，存儲(chǔ)過(guò)程，視圖，用戶自定義函數(shù)，，，)中釋放解脫出來(lái)，將這些計(jì)算遷移到服務(wù)層。

當(dāng)然，有些后臺(tái)系統(tǒng)或者支撐系統(tǒng)，數(shù)據(jù)量小或者請(qǐng)求量小，沒(méi)有“分布式”的需求，為了簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)邏輯，寫(xiě)了一些復(fù)雜的SQL語(yǔ)句，利用了MYSQL的功能，這類系統(tǒng)并不是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中間件的潛在用戶，也不可能強(qiáng)行讓這些系統(tǒng)放棄便利，使用中間件。

五、TDDL層次結(jié)構(gòu)

TDDL是一個(gè)客戶端jar，它的結(jié)構(gòu)分為三層：

對(duì)應(yīng)上面圖例：matrix數(shù)據(jù)水平分為了兩個(gè)group，每個(gè)group有主備atom組成。

matrix層

• 核心是規(guī)則引擎
• 實(shí)現(xiàn)分庫(kù)分表
• 主要路徑：sql解析 => 規(guī)則引擎計(jì)算(路由) => 執(zhí)行 => 合并結(jié)果

group層

• 讀寫(xiě)分離
• 權(quán)重計(jì)算
• 寫(xiě)HA切換
• 讀HA切換
• 動(dòng)態(tài)新增slave(atom)節(jié)點(diǎn)

atom層

• 單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的抽象;
• ip /port /user /passwd /connection 動(dòng)態(tài)修改，動(dòng)態(tài)化jboss數(shù)據(jù)源
• thread count(線程計(jì)數(shù))：try catch模式，保護(hù)業(yè)務(wù)處理線程
• 動(dòng)態(tài)阻止某些sql的執(zhí)行
• 執(zhí)行次數(shù)的統(tǒng)計(jì)和限制

整個(gè)SQL執(zhí)行過(guò)程

• BEGIN(sql+args)，輸入是sql和參數(shù)
• sql解析
• 規(guī)則計(jì)算
• 表名替換
• 選擇groupDS執(zhí)行sql
• 根據(jù)權(quán)重選擇atomDS
• 具備重試策略的在atomDS執(zhí)行sql
• 讀寫(xiě)控制，并發(fā)控制，執(zhí)行sql，返回結(jié)果
• 合并結(jié)果集
• END(ResultSet)，輸出是結(jié)果集

畫(huà)外音：感覺(jué)難點(diǎn)在SQL的解析上。

六、TDDL***實(shí)踐

• 盡可能使用1對(duì)多規(guī)則中的1進(jìn)行數(shù)據(jù)切分(patition key)，例如“用戶”就是一個(gè)簡(jiǎn)單好用的緯度
• 買家賣家的多對(duì)多問(wèn)題，使用數(shù)據(jù)增量復(fù)制的方式冗余數(shù)據(jù)，進(jìn)行查詢
• 利用表結(jié)構(gòu)的冗余，減少走網(wǎng)絡(luò)的次數(shù)，買家賣家都存儲(chǔ)全部的數(shù)據(jù)

畫(huà)外音：這里我展開(kāi)一下這個(gè)使用場(chǎng)景。

以電商的買家賣家為例，業(yè)務(wù)方既有基于買家的查詢需求，又有基于賣家的查詢需求，但通常只能以一個(gè)緯度進(jìn)行數(shù)據(jù)的分庫(kù)(patition)，假設(shè)以買家分庫(kù)， 那賣家的查詢需求如何實(shí)現(xiàn)呢?

如上圖所示：查詢買家所有買到的訂單及商品可以直接定位到某一個(gè)分庫(kù)，但要查詢賣家所有賣出的商品，業(yè)務(wù)方就必須遍歷所有的買家?guī)?，然后?duì)結(jié)果集進(jìn)行合并，才能滿足需求。

所謂的“數(shù)據(jù)增量復(fù)制”“表結(jié)構(gòu)冗余”“減少網(wǎng)絡(luò)次數(shù)”，是指所有的數(shù)據(jù)以買家賣家兩個(gè)緯度冗余存儲(chǔ)兩份，如下圖：

采用一個(gè)異步的消息隊(duì)列機(jī)制，將數(shù)據(jù)以另一個(gè)緯度增量復(fù)制一份，在查詢的時(shí)候，可以直接以賣家直接定位到相應(yīng)的分庫(kù)。

這種方式有潛在的數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題。

繼續(xù)tddl***實(shí)踐：

(1) 利用單機(jī)資源：?jiǎn)螜C(jī)事務(wù)，單機(jī)join

(2) 存儲(chǔ)模型盡量做到以下幾點(diǎn)：

• 盡可能走內(nèi)存
• 盡可能將業(yè)務(wù)要查詢的數(shù)據(jù)物理上放在一起
• 通過(guò)數(shù)據(jù)冗余，減少網(wǎng)絡(luò)次數(shù)
• 合理并行，提升響應(yīng)時(shí)間
• 讀瓶頸通過(guò)增加slave(atom)解決
• 寫(xiě)瓶頸通過(guò)切分+路由解決

畫(huà)外音：相比數(shù)據(jù)庫(kù)中間件內(nèi)核，***實(shí)踐與存儲(chǔ)模型，對(duì)我們有更大的借鑒意義。

七、TDDL的未來(lái)?

• kv是一切數(shù)據(jù)存取最基本的組成部分
• 存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)少做一點(diǎn)，業(yè)務(wù)代碼就要多做一點(diǎn)
• 想提升查詢速度，只有冗余數(shù)據(jù)一條路可走
• 類結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，對(duì)查詢來(lái)說(shuō)非常方便

畫(huà)外音：潛臺(tái)詞是，在大數(shù)據(jù)量高并發(fā)下，SQL不是大勢(shì)所趨，no-sql和定制化的協(xié)議+存儲(chǔ)才是未來(lái)方向?

13年底的調(diào)研筆記，文中的“畫(huà)外音”是我當(dāng)時(shí)的批注，希望能讓大家對(duì)TDDL能有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，有疑問(wèn)之處，歡迎交流。

【本文為51CTO專欄作者“58沈劍”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系原作者】

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