OceanBase架构解析（一）

一下内容来自一份PPT，只是大概介绍了OceanBase功能和突出的架构，没有详细的细节实现，有待后续继续学习和分析。

介绍

OceanBase是阿里巴巴、蚂蚁金服自主研发的通用关系型数据库；
它基于分布式架构和普通PC服务器、实现了金融级可靠性及数据一致性；
它具备持续可用、线性扩展、低成本、高性能等核心技术优势。
在这里插入图片描述
分布式数据库解决了线性扩展问题
基于普通PC机，系统成本低
原生分布式查询支持
支持分布式事务，确保全局一致性
灵活的部署方式和负载均衡能力

基本架构

在这里插入图片描述多副本：OceanBase一般部署为三个Zone，每个Zone由多个节点/服务器（OBServer）组成

全对等节点：每个节点均有自己的SQL引擎和存储引擎，各自管理不同的数据分区，完全对等

无共享：OceanBase数据分布在各个节点上，不基于任何共享存储结构
在这里插入图片描述
数据分区：OceanBase数据架构的基本单元，是传统数据库的分区表在分布式系统上的实现。
高可用+强一致：多副本+Paxos协议，保证数据（日志）写（持久化）到三台机器中至少两台（每个Zone中基线数据分布在ChunkSever上，有两个或三个副本，增量数据在UpdateSever上是一主一备）

Q1：不同Zone里存储的数据是完全相同的吗？Paxos协议具体怎么实现的？
在这里插入图片描述 ObProxy：百万级处理能力的代理，路由转发，轻量级SQLParser，无状态
•反向代理功能
•性能需求
•运维需求
Q1：ObProxy的详细作用？

核心特性

可扩展
•水平扩展 •按需在线扩容，缩容，不停服务 •单集群突破100台服务器
高性能
•25.6万笔/秒交易支付•写入性能超百万TPS•单表最大3200亿条记录
高可用
•基于Paxos协议，强一致性 •单机故障，数据不丢，服务不停 •RPO=0; RTO<30s
多租户
•DBaas架构 •资源隔离 •自动负载均衡
兼容性
•MySQL全兼容 •部分Oracle兼容功能 •业务零成本迁移

OceanBase存储引擎

一、面向内存的设计
在这里插入图片描述 1、读写分离的架构（写是在updateServer里，读的话先读updateServer，没有的话再读chunkServer）
准内存处理性能
消除磁盘随机写
全量数据 = 基线数据 + 增量数据ü避免写入放大
2、高效存储引擎:
缓存：基线数据不修改，缓存效率高
合并：内存数据落盘

二、存储成本低
MySQL vs. OceanBase
•相同主板、相同CPU、相同内存、相同网卡
•MySQL：不仅有大量随机读盘，还有大量随机写盘，必须使用高端读写型SSD，成本大幅度增加
•OceanBase：没有随机写盘，读时不写、写时不读，使用普通读密集型SSD，成本低

三、高数据压缩率
在这里插入图片描述
传统数据库：实时数据压缩
•压缩率低 •可用CPU少
•OceanBase：离线数据压缩
•压缩率高 •可用CPU多
•支付宝某业务从Oracle迁移到OceanBase，数据由100TB压缩到33TB

OceanBase事务引擎

ACID的实现
1、原子性（A）
使用两阶段提交，保证跨机事务的原子性
在这里插入图片描述难点：
依赖两阶段提交协议保证事务原子性
两阶段提交：状态多、复杂、状态机容易卡住

OceanBase两阶段提交协议特点：
所有参与者都是高可用的
协调者不写日志，无持久化状态
Commit操作延时低（所有参与者都prepare成功即认为事务进入提交状态，立即返回客户端commit）
全自动处理异常情况

2、一致性（C）
保证主键唯一等一致性约束

3、隔离性（I）
采用MVCC进行并发控制，实现read-committed的隔离级别

•采用多版本并发控制（MVCC）+ 两阶段锁，实现Read-Committed隔离级
•写- 写并发 ü所有修改的行加互斥锁，实现写- 写互斥
•读- 写并发 ü读操作读取特定快照版本的数据ü大部分场景，读写互不阻塞

4、持久性（D）
事务日志使用Paxos协议做多副本同步

OceanBase SQL引擎

•兼容MySQL 5.6语法
•业务零成本迁移
•社区回馈（200+ bugs）
•部分Oracle兼容功能
•Explain、hint •Analyticfunction（窗口函数）
•外连接语法
•二级分区
•层次查询
•部分特色功能/限制
•弱一致性读
•Outline使用
•回收站
在这里插入图片描述 •基于规则的优化器