在過去的七年里，我一直在使用分布式系統(tǒng)、平臺和數(shù)據(jù)庫。早在2015年，許多架構(gòu)師就開始使用分布式數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展單個(gè)機(jī)器或服務(wù)器的邊界。他們選擇這樣的數(shù)據(jù)庫是因?yàn)樗乃娇缮炜s性，盡管它的性能依然只能與傳統(tǒng)的單服務(wù)器數(shù)據(jù)庫相媲美。 

現(xiàn)在，隨著云原生應(yīng)用程序和無服務(wù)器架構(gòu)的興起，分布式數(shù)據(jù)庫需要做的不僅僅是提供橫向可伸縮性。架構(gòu)師需要在主要云區(qū)中斷期間能夠保持可用的數(shù)據(jù)庫，支持混合云部署，并為接近客戶和最終用戶的數(shù)據(jù)提供服務(wù)。這就是地域分布數(shù)據(jù)庫發(fā)揮作用的地方。 

作為一名Java開發(fā)人員，我有兩個(gè)問題：

1. 我應(yīng)該投入多少精力為云原生地域分布數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建應(yīng)用程序？

2. 這只是對我現(xiàn)有應(yīng)用程序的快速重構(gòu)還是徹底重新設(shè)計(jì)/重寫？

工作量因用例而異。但即便如此，在構(gòu)建一個(gè)簡單的應(yīng)用程序時(shí)，你也可以從“入門”體驗(yàn)中學(xué)到很多東西。在這篇文章中，我將分享使用YugabyteDB作為地域分布數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建Java應(yīng)用程序時(shí)的主要見解。你可以在GitHub上找到完整的源代碼。現(xiàn)在讓我們開始吧！

數(shù)據(jù)庫部署

YugabyteDB提供完全托管的云版本，支持AWS和GCE，類似于其他云原生數(shù)據(jù)庫。作為開發(fā)人員，這對我來說意義重大。我只想運(yùn)行一個(gè)實(shí)例，以使我可以專注于應(yīng)用程序邏輯。

最后，我花了幾分鐘在AWS上啟動一個(gè)免費(fèi)實(shí)例，并將連接信息復(fù)制到我的應(yīng)用程序。正如預(yù)期的那樣，體驗(yàn)是順利而快捷的。在編寫一行代碼之前，我必須下載、安裝和配置數(shù)據(jù)庫的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。

數(shù)據(jù)庫連接

作為一名后端開發(fā)人員，我很感激有一個(gè)原生使用SQL的數(shù)據(jù)庫。這縮短了學(xué)習(xí)曲線，讓我可以重用現(xiàn)有的邏輯。盡管我使用Spring Data或Micronaut，我仍然編寫和執(zhí)行直接的SQL查詢。

只要YugabyteDB使用Postgres方言，我想我的簡單Java應(yīng)用程序就可以通過一個(gè)很好的老JDBC接口連接到正在運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫實(shí)例。使用Yugabyteb，你可以選擇標(biāo)準(zhǔn)PostgreSQL JDBC驅(qū)動程序或帶有一些性能優(yōu)勢的原生Yugabyte JDBC驅(qū)動程序。我選擇了后者。

幾分鐘后，我把筆記本電腦的IP地址添加到Y(jié)ugabyte Cloud的IP允許列表中。我還編譯和啟動了示例應(yīng)用程序，并成功地連接到云實(shí)例。JDBC連接邏輯與MySQL、Postgres和其他關(guān)系數(shù)據(jù)庫要求我遵循的邏輯沒有什么不同。這是一個(gè)非常好的跡象。

YBClusterAwareDataSource ds = new YBClusterAwareDataSource();

ds.setUrl("jdbc:yugabytedb://" + settings.getProperty("host") + ":"
    + settings.getProperty("port") + "/yugabyte");
ds.setUser(settings.getProperty("dbUser"));
ds.setPassword(settings.getProperty("dbPassword"));

// Additional SSL-specific settings. See the source code for details.

Connection conn = ds.getConnection();

更好的是，雖然我的測試使用了一個(gè)免費(fèi)的單節(jié)點(diǎn)實(shí)例，但是，就算我的數(shù)據(jù)庫中有60個(gè)節(jié)點(diǎn)跨越幾個(gè)大洲，連接邏輯仍然保持不變。對于應(yīng)用程序開發(fā)人員來說，YugabyteDB是一個(gè)單一的邏輯實(shí)例，所有與數(shù)據(jù)分區(qū)、節(jié)點(diǎn)間通信和分布式查詢執(zhí)行相關(guān)的復(fù)雜性都是在幕后透明地進(jìn)行。

基本CRUD操作

建立連接邏輯后，我介紹幾個(gè)方法，通過JDBC連接，創(chuàng)建示例表然后查詢和更新其記錄。這意味著我的簡單Java應(yīng)用程序必須盡可能初級。因此，我選擇了一個(gè)非常基本的用例：兩個(gè)帳戶之間的資金轉(zhuǎn)移。

示例表是用標(biāo)準(zhǔn)的CREATE TABLE命令創(chuàng)建：

Statement stmt = conn.createStatement();

stmt.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS " + TABLE_NAME +
    "(" +
    "id int PRIMARY KEY," +
    "name varchar," +
    "age int," +
    "country varchar," +
    "balance int" +
    ")");

并且只填充了兩條記錄（足以評估入門體驗(yàn)）：

stmt.execute("INSERT INTO " + TABLE_NAME + " VALUES" +
    "(1, 'Jessica', 28, 'USA', 10000)," +
    "(2, 'John', 28, 'Canada', 9000)");

最后，在Postgres或MySQL中查詢和更新類似表的SQL查詢，在我的地域分布數(shù)據(jù)庫中的工作方式是相同的。以下是兩種方法的完整實(shí)現(xiàn)：第一種方法查詢分布式記錄，第二種方法使用分布式事務(wù)一致地更新記錄：

private static void selectAccounts(Connection conn) throws SQLException {
    Statement stmt = conn.createStatement();
  
    ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM " + TABLE_NAME);

    while (rs.next()) {
        System.out.println(String.format("name = %s, age = %s, country = %s, balance = %s",
            rs.getString(2), rs.getString(3), rs.getString(4), rs.getString(5)));
    }
}

private static void transferMoneyBetweenAccounts(Connection conn, int amount) throws SQLException {
    Statement stmt = conn.createStatement();

    try {
        stmt.execute(
            "BEGIN TRANSACTION;" +
            "UPDATE " + TABLE_NAME + " SET balance = balance - " + amount + "" + " WHERE name = 'Jessica';" +
            "UPDATE " + TABLE_NAME + " SET balance = balance + " + amount + "" + " WHERE name = 'John';" +
            "COMMIT;"
        );
    } catch (SQLException e) {
        if (e.getErrorCode() == 40001) {
            // The operation aborted due to a concurrent transaction trying to modify the same set of rows.
            // Consider adding retry logic for production-grade applications.
            e.printStackTrace();
        } else {
            throw e;
        }
    }

    System.out.println();
    System.out.println(">>>> Transferred " + amount + " between accounts.");
}

結(jié)束語

我很高興地確認(rèn)，現(xiàn)代地域分布數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建者保護(hù)我（應(yīng)用程序開發(fā)人員）免受與分布式系統(tǒng)相關(guān)的大多數(shù)復(fù)雜性的影響。我在一分鐘內(nèi)啟動了一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫實(shí)例，作為單個(gè)邏輯實(shí)例連接，并通過熟悉的SQL和JDBC接口查詢數(shù)據(jù)庫。我承認(rèn)，我的簡單Java應(yīng)用程序遠(yuǎn)不是一個(gè)包含底層、特定于數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化的實(shí)際解決方案。然而，入門就像單服務(wù)器數(shù)據(jù)庫一樣簡單，這很重要。 

你可以在GitHub上找到我的完整應(yīng)用程序。我鼓勵(lì)你嘗試自己運(yùn)行它。 

譯者介紹

楊曉娟，51CTO社區(qū)編輯，西安電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生，資深研發(fā)工程師，信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師，擁有近20年Java開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。分別在NEC、甲骨文、英方從事數(shù)據(jù)存儲、Oracle數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)遷移以及同構(gòu)/異構(gòu)數(shù)據(jù)庫復(fù)制等研發(fā)工作，尤其在數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)編碼等方面有深入鉆研和了解。

原文標(biāo)題：??What Java Developers Need to Know About Geo-Distributed Databases??，作者：Denis Magda