淺析Oracle NoSQL Database
近日Oracle提供了不久前公布的NoSQL數(shù)據(jù)庫的下載，目前只有企業(yè)版，開源的社區(qū)版還沒提供，也就是說還看不到源碼。不過根據(jù)文檔也能大致了解這個NoSQL數(shù)據(jù)庫怎么樣?？焖倏戳丝矗偨Y如下。
一、數(shù)據(jù)模型
key包含一到多個major key component和零到多個minor key component，組合起來唯一標準一條記錄。key component為Java String，按對應encoding排序。value則是字節(jié)流。key和value的大小都沒有嚴格限制。
記錄還有版本號，每次更新都產(chǎn)生唯一的新版本號。在put/delete/get操作時，都可以指定要版本號，其中get時用于指定要讀的版本，而 put/delete指定版本號是指當記錄的最新版本還是指定版本時才更新，用于實現(xiàn)原子Compare-and-Swap語義。版本號應該至少是在一個 partition內部是全局唯一的。
二、分區(qū)與架構
兩層架構，客戶端直接到存儲節(jié)點。核心架構是Replication Node和Replication Group，一個Replication Group包含一個可寫的Master Replication Node和多個只讀的replica。master失敗時會failover到某replica。現(xiàn)在發(fā)布的版本暫時還不能動態(tài)調整存儲節(jié)點個數(shù)，以后會加。
數(shù)據(jù)按major key hash分區(qū)到partition。這樣擁有相同的major key僅僅minor key不同的多條記錄一定在同一partition，可以提供高效的多記錄操作，且系統(tǒng)還支持原子性的操作這樣的多條記錄。一個Replication Group一般負責多個partition，一個存儲節(jié)點一般負責一個Replication Node，如果調整存儲節(jié)點個數(shù)，則以partition為單位來移動數(shù)據(jù)。為方便以后scale-out，應該一開始就多一些partition。
系統(tǒng)底層用的是Berkeley DB Java Edition，用Btree數(shù)據(jù)結構。緩存包含Berkeley DB的緩存和文件系統(tǒng)緩存，不用DIRECT_IO，文檔建議Berkeley DB緩存用于容納Btree的內部節(jié)點，葉節(jié)點用文件系統(tǒng)緩存。另外也提供單機版稱為KVLite。
三、操作
Oracle NoSQL提供的操作比較豐富，主要包括：
1、用于插入或更新記錄的put類操作，包括put/putIfAbsent/putIfPresent/putIfVersion，都要指定一個完整的Key。用途顧名思義就不說了，稍提一點是putIfVersion功能提供了Compare-and-Swap，在處理并發(fā)時很有用
2、用于刪除記錄的delete類操作，包括delete/deleteIfVersion/multiDelete。前兩者要指定完整Key，用途顧名思義。說一下multiDelete，這個操作最多可以指定三個參數(shù)，一是必須指定完整的major key，二是可以指定一個由第一個minor key的上下限構成的KeyRange，三是可以指定是刪除子節(jié)點/子孫節(jié)點/父節(jié)點和子節(jié)點/父節(jié)點和子孫節(jié)點等多種Depth模式。
3、用于讀取記錄的get類操作，包括get/multiGet/multiGetIterator/storeIterator。multiGet和 multiDelete一樣可以指定KeyRange和Depth。multiGetIterator用于批量取一個完整major key下的大量記錄，防止占內存過多，可以指定遍歷方向，不保證數(shù)據(jù)是某時刻的一致視圖。storeIterator用于遍歷不完整major key下的大量記錄，甚至遍歷所有記錄。
4、用于批量原子更新多條記錄的execute操作。系統(tǒng)保證這批操作的原子性，限制是操作的記錄必須都擁有相同的major key，且同一條記錄不能操作多次。
四、數(shù)據(jù)一致性
Oracle NoSQL的數(shù)據(jù)一致性比較靈活精細。就讀取而言，可以指定只從master讀、不管replica是否落后都可以從replica讀、只在 replica落后master時間在某閾值之內時才能從replica讀、只在replica的版本號不小于某指定版本號時才讀。指定版本號的讀一致性可以用于實現(xiàn)read-your-own-write形式的一致性，即保證自己能讀到自己剛寫的數(shù)據(jù)。
就更新而言，可以指定兩方面的策略。一是master要不要等各個replica的應答，這里可以選要所有replica應答、要大多數(shù)replica應答和不等replica應答等3 種。二是數(shù)據(jù)要不要持久化到磁盤，這里可以選不要(更新到內存就可以了)、寫磁盤但不SYNC、寫磁盤且要SYNC等3種。持久化策略可以指定 master和replica分別指定。根據(jù)文檔看似乎沒有用到2PC。
五、系統(tǒng)管理及其它
系統(tǒng)提供命令行或WEB界面的管理工具，管理比較方便?？梢詣?chuàng)建snapshot，snapshot只在partition內部一致，不保證全局一致。可以從snapshot恢復。提供將NoSQL Database數(shù)據(jù)導入到Hadoop功能?？蛻舳蓑寗邮莏ar包。
六、小結與評價
優(yōu)點：
1、數(shù)據(jù)模型和操作強大。通過由多個key component來構成key并且設計操作時加以支持，Oracle NoSQL實際上不再是純平面的Key-Value模型，而經(jīng)常呈現(xiàn)為一種樹形模型。多一個key component后綴的記錄可以看作是子節(jié)點。系統(tǒng)提供了許多批量操作一個子樹的功能，對比關系模式可以看出這解決了一部分JOIN問題，提高了開發(fā)效率。
2、數(shù)據(jù)一致性靈活精細。讀取和更新都提供了很多一致性選項，可以實現(xiàn)不同的性能和一致性折衷。此外通過版本號，可以支持Compare-and-Swap、Read-your-own-write等語義，為實現(xiàn)并發(fā)正確性提供了便利。
3、支持多記錄原子性操作。
當前版本最主要的問題是不能加存儲節(jié)點，不過相信這個問題不久后會被解決。
原文出處：http://wangyuanzju.blog.163.com/blog/static/130292011919114541710/
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