《大规模分布式存储系统》第10章 数据库功能【10.1】

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第10章　数据库功能
" v! j1 ~. F& p8 @3 r6 r4 ^* P* h$ j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。
2 B0 q" I0 l" v( J; d* f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
客户端连接OceanBase，也可以在程序中通过JDBC/ODBC操作OceanBase。OceanBase
' |( N1 b0 A, D3 W8 L, [2 I2 x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
8 i2 ~9 G  b# q% M, ]  JOceanBase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
9 |6 `3 R  @$ P% Z9 Q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。
; f0 R8 {  a4 W/ [+ t7 a# e5 N- i# ]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
% s- f; E# G- z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
% s* u6 u1 t1 Z$ R, R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
, O( h$ Y6 o" h! b# s& ]) y) a算框架和列式存储来处理OLAP业务面临的大查询问题。
9 t. m: \$ O6 Q* W/ z) N8 Q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. U4 Q  Y$ l8 J- F) m# T' ~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
6 d. @% m# D( \+ o# M  L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。
3 D4 ~6 C$ m6 \9 R2 i5 d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
3 ?, S: X4 U4 Y+ H某一台MergeServer,MergeServer的MySQL协议模块将解析出其中的SQL语句，并交给
  {* a+ {* a6 i; e. qMS-SQL模块进行词法分析（采用GNU Flex实现）、语法分析（采用GNU Bison实
6 x! e1 A+ @: U4 C; t* c现）、预处理、并生成逻辑执行计划和物理执行计划。
. L$ L6 R/ l* M& ]如果是只读事务，MergeServer需要首先定位请求的数据所在的ChunkServer，接
着往相应的ChunkServer发送SQL子请求，每个ChunkServer将调用CS-SQL模块计算
3 ?4 p- k( r$ i' ZSQL子请求的结果，并将计算结果返回给MergeServer。最后，MergeServer需要整合
, V) `3 m4 z! {8 b1 _7 B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
1 {" J1 T) y$ C. T) R( v( e回给客户端。
  r. o5 L& s1 m8 [5 S如果是读写事务，MergeServer需要首先从ChunkServer中读取需要的基线数据，
% v" }  e- K& f0 p  L0 ?( B1 J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-
* ]* ]; Q2 ?& _7 p( _SQL模块完成最终的写事务。这几个模块功能如下所示：
●CS-SQL：实现针对单个子表的SQL查询，包括表格扫描（table scan）、投影
（projection）、过滤（filter）、排序（order by）、分组（group by）、分页
/ _  B9 h1 f% ~6 L（limit），支持表达式计算、聚集函数（count、sum、max、min等）。执行表格扫描
时，需要从UpdateServer读取修改增量，与本地的基线数据合并。
; K3 E8 _0 {9 a5 P●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
发回放等。
7 h+ C! E) C, R1 Z1 y; d●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
  F8 g2 S3 [2 q& p  |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
0 w9 }5 E7 n. M5 ?$ X  D! G3 T$ p操作符，包括联表（Join），子查询（subquery）等。