《大规模分布式存储系统》第10章 数据库功能【10.1】

javazx

第10章　数据库功能
数据库功能层构建在分布式存储引擎层之上，实现完整的关系数据库功能。
对于使用者来说，OceanBase与MySQL数据库并没有什么区别，可以通过MySQL
# p( E8 Z% y0 G客户端连接OceanBase，也可以在程序中通过JDBC/ODBC操作OceanBase。OceanBase
5 H6 @" \) H. N$ W: Y. t; A# N的MergeServer模块支持MySQL协议，能够将其中的SQL请求解析出来，并转化为
OceanBase系统的内部调用。
OceanBase定位为全功能的关系数据库，但这并不代表我们会同等对待所有的关
& {5 z; a" ?+ P2 F4 E" G系数据库功能。关系数据库系统中优化器是最为复杂的，这个问题困扰了关系数据
库几十年，更不可能是OceanBase的长项。因此，OceanBase支持的SQL语句一般比较
简单，绝大部分为针对单张表格的操作，只有很少一部分操作涉及多张表格。
OceanBase内部将事务划分为只读事务和读写事务，只读事务执行过程中不需要加
锁，读写事务最终需要发给UpdateServer执行。相比传统的关系数据库，OceanBase
' Z6 _/ l7 S$ `( F% C9 T0 |8 D# x执行简单的SQL语句要高效得多。
除了支持OLTP业务，OceanBase还能够支持OLAP业务。OLAP业务的查询请求并
发数不会太高，但每次查询的数据量都非常大。为此，OceanBase专门设计了并行计
) P. D- v' r5 M- P1 f( ]算框架和列式存储来处理OLAP业务面临的大查询问题。
最后，OceanBase还针对实际业务的需求开发了很多特色功能，例如，用于淘宝
; m. a  \2 a+ D. q5 p& Z0 U网收藏夹的大表左连接功能，数据自动过期以及批量删除功能。这些功能在关系数
据库中要么不支持，要么效率很低，不能满足业务的需求，我们将这些需求通用化
, U% f) i0 ^- v后集成到OceanBase系统中。
10.1　整体结构
数据库功能层的整体结构如图10-1所示。
" C7 \  w! `5 a: Y7 V8 m( }图　10-1　数据库功能层整体结构
用户可以通过兼容MySQL协议的客户端、JDBC/ODBC等方式将SQL请求发送给
某一台MergeServer,MergeServer的MySQL协议模块将解析出其中的SQL语句，并交给
. T7 ~. F+ u9 \4 N0 Z- ?MS-SQL模块进行词法分析（采用GNU Flex实现）、语法分析（采用GNU Bison实
! x  ?& S. O0 g$ M- A现）、预处理、并生成逻辑执行计划和物理执行计划。
如果是只读事务，MergeServer需要首先定位请求的数据所在的ChunkServer，接
& i- H. i- r/ S1 O着往相应的ChunkServer发送SQL子请求，每个ChunkServer将调用CS-SQL模块计算
) v" m5 v# y6 t5 y( K) a, @SQL子请求的结果，并将计算结果返回给MergeServer。最后，MergeServer需要整合
这些子请求的返回结果，执行结果合并、联表、子查询等操作，得到最终结果并返
回给客户端。
如果是读写事务，MergeServer需要首先从ChunkServer中读取需要的基线数据，
接着将物理执行计划以及基线数据一起发送给UpdateServer,UpdateServer将调用UPS-
SQL模块完成最终的写事务。这几个模块功能如下所示：
5 k' D3 M( m* j8 X●CS-SQL：实现针对单个子表的SQL查询，包括表格扫描（table scan）、投影
2 \3 W! s! t; c! t8 v: W2 B# g（projection）、过滤（filter）、排序（order by）、分组（group by）、分页
（limit），支持表达式计算、聚集函数（count、sum、max、min等）。执行表格扫描
2 F# a3 \; k& z' V. h时，需要从UpdateServer读取修改增量，与本地的基线数据合并。
* O: U/ e" o# Q2 V+ B: F●UPS-SQL：实现写事务，支持的功能包括多版本并发控制、操作日志多线程并
: T  c! m7 ?# t! ?发回放等。
●MS-SQL：SQL语句解析，包括词法分析、语法分析、预处理、生成执行计
划，按照子表范围合并多个ChunkServer返回的部分结果，实现针对多个表格的物理
操作符，包括联表（Join），子查询（subquery）等。