前篇：《數(shù)據(jù)庫中間件cobar調(diào)研筆記》

13年底負責數(shù)據(jù)庫中間件設(shè)計時的調(diào)研筆記，拿出來和大家分享，輕拍。

一、TDDL是什么

• TDDL是Taobao Distribute Data Layer的簡稱
• 淘寶一個基于客戶端的數(shù)據(jù)庫中間件產(chǎn)品
• 基于JDBC規(guī)范，沒有server，以client-jar的形式存在

畫外音：數(shù)據(jù)庫中間件有基于服務(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獨有的大部分函數(shù)

畫外音：分布式數(shù)據(jù)庫中間件，join都是很難支持的，cobar號稱的對join的支持即有限，又低效。

三、TDDL支持什么SQL

• 支持CURD基本語法
• 支持as
• 支持表名限定，即"table_name.column"
• 支持like/not like
• 支持limit，即mysql的分頁語法
• 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

畫外音：分布式數(shù)據(jù)庫中間件，支持的語法都很有限，但對于與聯(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
• 支持主備動態(tài)切換
• 支持帶權(quán)重的讀寫分離
• 支持分庫分表
• 支持主鍵生成：oracle用sequence來生成，mysql則需要建立一個用于生成id的表
• 支持單庫事務(wù)，不支持夸庫事務(wù)
• 支持多庫多表分頁查詢，但會隨著翻頁，性能降低

畫外音：可以看到，其實TDDL很多東西都不支持，那么為什么它還如此流行呢?它解決的根本痛點是“分布式”“分庫分表”等。

加入了解決“分布式”“分庫分表”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)雜的計算(事務(wù)，JOIN，自查詢，存儲過程，視圖，用戶自定義函數(shù)，，，)中釋放解脫出來，將這些計算遷移到服務(wù)層。

當然，有些后臺系統(tǒng)或者支撐系統(tǒng)，數(shù)據(jù)量小或者請求量小，沒有“分布式”的需求，為了簡化業(yè)務(wù)邏輯，寫了一些復(fù)雜的SQL語句，利用了MYSQL的功能，這類系統(tǒng)并不是分布式數(shù)據(jù)庫中間件的潛在用戶，也不可能強行讓這些系統(tǒng)放棄便利，使用中間件。

五、TDDL層次結(jié)構(gòu)

TDDL是一個客戶端jar，它的結(jié)構(gòu)分為三層：

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

matrix層

• 核心是規(guī)則引擎
• 實現(xiàn)分庫分表
• 主要路徑：sql解析 => 規(guī)則引擎計算(路由) => 執(zhí)行 => 合并結(jié)果

group層

• 讀寫分離
• 權(quán)重計算
• 寫HA切換
• 讀HA切換
• 動態(tài)新增slave(atom)節(jié)點

atom層

• 單個數(shù)據(jù)庫的抽象;
• ip /port /user /passwd /connection 動態(tài)修改，動態(tài)化jboss數(shù)據(jù)源
• thread count(線程計數(shù))：try catch模式，保護業(yè)務(wù)處理線程
• 動態(tài)阻止某些sql的執(zhí)行
• 執(zhí)行次數(shù)的統(tǒng)計和限制

整個SQL執(zhí)行過程

• BEGIN(sql+args)，輸入是sql和參數(shù)
• sql解析
• 規(guī)則計算
• 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

畫外音：感覺難點在SQL的解析上。

六、TDDL***實踐

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

畫外音：這里我展開一下這個使用場景。

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，但通常只能以一個緯度進行數(shù)據(jù)的分庫(patition)，假設(shè)以買家分庫， 那賣家的查詢需求如何實現(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分庫，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)欤缓髮Y(jié)果集進行合并，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)以買家賣家兩個緯度冗余存儲兩份，如下圖：

采用一個異步的消息隊列機制，將數(shù)據(jù)以另一個緯度增量復(fù)制一份，在查詢的時候，可以直接以賣家直接定位到相應(yīng)的分庫。

這種方式有潛在的數(shù)據(jù)不一致問題。

繼續(xù)tddl***實踐：

(1) 利用單機資源：單機事務(wù)，單機join

(2) 存儲模型盡量做到以下幾點：

• 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)時間
• 讀瓶頸通過增加slave(atom)解決
• 寫瓶頸通過切分+路由解決

畫外音：相比數(shù)據(jù)庫中間件內(nèi)核，***實踐與存儲模型，對我們有更大的借鑒意義。

七、TDDL的未來?

• kv是一切數(shù)據(jù)存取最基本的組成部分
• 存儲節(jié)點少做一點，業(yè)務(wù)代碼就要多做一點
• 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)化查詢語言，對查詢來說非常方便

畫外音：潛臺詞是，在大數(shù)據(jù)量高并發(fā)下，SQL不是大勢所趨，no-sql和定制化的協(xié)議+存儲才是未來方向?

13年底的調(diào)研筆記，文中的“畫外音”是我當時的批注，希望能讓大家對TDDL能有一個初步的認識，有疑問之處，歡迎交流。

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

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