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根据CAP理论,一致性(C),可用性(A),分区容错性(P),三者不可兼得,必须有所取舍。而传统数据库保 证了强一致性(ACID模型)和高可用性,所以要想实现一个分布式数据库集群非常困难,这也解释了为什么数据库的扩展能力十分有限。而近年来不断发展壮大 的NoSQL运动,就是通过牺牲强一致性,采用BASE模型,用最终一致性的思想来设计分布式系统,从而使得系统可以达到很高的可用性和扩展性。
但是,对于CAP理论也有一些不同的声音,数据库大师Michael Stonebraker就撰文《Errors in Database Systems, Eventual Consistency, and the CAP Theorem》,表示为了P而牺牲C是不可取的。事实上,数据库系统最大的优势就对一致性的保证,如果我们放弃了一致性,也许NoSQL比数据库更有优势。那么,有没有可能实现一套分布式数据库集群,即保证可用性和一致性,又可以提供很好的扩展能力呢?回答是:有的。
目前,有很多分布式 数据库的产品,但是绝大部分是面向DSS类型的应用,因为相比较OLTP应用,DSS应用更容易做到分布式扩展。Michael Stonebraker提到了一种新型的数据库VoltDB,它的定义是Next-Generation SQL Database for Fast-Scaling OLTP Applications。虽然产品还没有问世,但是从技术资料上来看,它有几个特点:
1.采用Share nothing架构,将物理服务器划分为以CPU core为单位的Virtual node,采用Sharding技术,将数据自动分布到不同的Virtual node,最大限度的利用机器的计算资源;
2.采用内存数据访问技术,类似于内存数据库(In-memory database),区别于传统的数据库(Disk-based database),消除了传统数据库内存管理的开销,而且响应速度非常快;
3.每个Virtual node上的操作是自治的,利用队列技术将并发访问变为串行访问,消除了传统数据库串行控制的开销(比如Latch和Lock);
4.数据同步写多个副本,不存在单点故障,而且消除了传统数据库需要记录redo log的开销。

VoltDB与传统数据库的对比,可以看到VoltDB即支持传统数据库的ACID模型,又提供了类似NoSQL产品很高的扩展能力。

这个产品,让我想到了MySQL cluster,同样是shared-nothing架构,NDB存储引擎也要求将数据存放在内存中,数据根据PK被分布到多个不同的节点上,同一份数据可以保存多个副本,防止单点故障。

MySQL cluster目前的主要问题是性能不佳,但是我认为MySQL cluster的架构是分布式数据库未来的趋势,Oracle收购MySQL后,很多人对MySQL的前途表示担忧,而我作为一个用户,除了可能会收费这件事以外,我一点也不担心MySQL的前景,反而有所期待,因为在数据库领域没有任何一个公司比Oracle更懂数据库,而Oracle也正在大力发展MySQL cluster,MySQL cluster一定会成为分布式数据库领域内最好的解决方案之一。
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5 10th, 2010 | Filed under 大话技术
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