隨著分布式數據庫逐步成熟，越來越多的企業開始考慮使用這一新興架構產品。國內也誕生出一批本土的分布式數據庫廠商。在眾多分布式數據庫產品有，有一家其技術架構、產品定位和功能亮點頗為引人矚目，這就是來自深圳的澤拓科技及其研發的分布式數據庫產品-KlustronBase（下文簡稱昆侖數據庫）。下文是近期針對這一數據庫產品，做的一些探索。

1. 初識昆侖數據庫

1)產品概述

剛開始接觸這一數據庫產品，給我最大感覺就是其架構特點，它通過將作為流行的兩款開源數據庫產品組合而成。做數據庫的同學都知道，MySQL、PostgreSQL 是全球最為流行的兩款開源數據庫，在近二、三十年的時間在全球范圍內得到了廣泛的應用。從下圖來自 db-engines 的流行度排名來看，這兩款產品排名前五，也是最為流行的開源數據庫。

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作為流行的開源數據庫佼佼者，這兩款產品各有其優勢和特點。MySQL 數據庫，在二十多年前隨著互聯網興起，得到了廣泛的應用，其以輕量化、簡潔著稱；特別是其核心的存儲引擎-InnoDB，更以其穩定架構、卓越性能而成為默認存儲引擎，得到大量應用。PostgreSQL 數據庫，則是一種典型的學院派產品，業內常用一種說法，稱其是作為最為強大的開源數據庫，具備大量企業級能力（如優化器等）。可以說，兩個數據庫各有所長，之前也在企業不同場景發揮著重要的作用。下表是針對兩種數據庫的功能對比。

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這兩類數據庫各有所長，但也存在各自的短板。例如 MySQL 的優化器能力、PostgreSQL 的存儲引擎的不定期 vacuum 問題。昆侖數據庫的設計之初，正是充分利用開源產品的優點、規避其確定，發揮各自所長而形成的產品架構。

2)架構特點

昆侖數據庫的架構，是個典型的存算分離架構，跟很多國內分布式數據庫產品，如TDSQL、GoldenDB是比較相似的。其共有幾個部分組成：

• 計算集群，由一組無狀態的計算節點組成，實現上是通過 PostgreSQL 實例增強所成。用戶可以根據需要進行水平擴展，來滿足更好算力的需求。
• 存儲集群，由一組有狀態的存儲節點組組成。每個存儲節點組，是一個 MySQL 的主從復制集群。用戶可以根據需要進行水平擴展，即通過更多的數據分片滿足更大存儲空間的需求。
• 元數據集群，是整個集群的“大腦”，是由一組元數據節點組成。元數據節點集群，是一個 MySQL 的主從集群構成。其負責存儲集群內的元數據等功能，并可為多個集群共享使用。
• 管理集群，是整個集群的“四肢”，是由一組管理節點組成。管理集群，是通過 raft 協議維護的一組節點，其中的備節點是作為主節點宕機后快速頂替。其與上面的元數據集群，是一對一關系，可為多個集群提供服務。
• 輔助工具集，在集群外還有一組生態工具，完成包括圖形化管控、監控、日志、導入導出等工作。

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3)功能亮點

• 堅不可摧

作為一款分布式數據庫，昆侖數據庫集群在任一節點發生故障或者網絡故障，甚至機房整體故障，都不會丟失或者損壞用戶數據，也不會影響業務系統正常運行。其下層使用的是 MySQL 的主從復制技術。眾所周知，MySQL 的主從復制技術存在一定缺陷，無法保證主從數據的強一致。昆侖數據庫基于自研的 fullsync 技術，提供金融級數據一致性和高可用性。在存儲主節點故障時，可在集群層面快速發現并通過主備切換快速解決。

• 彈性伸縮

昆侖數據庫的計算節點與存儲節點，均支持不停服的水平彈性伸縮，且不會對業務系統和邏輯以及終端用戶體驗造成任何影響；能夠均衡地利用所有服務器的計算和存儲資源來提供持續穩定的服務能力。這一特點，可方便用戶的“敏態”業務，根據業務負載變化，隨時調整計算與存儲資源投入。

• 海納百川

昆侖數據庫應該還是業內唯一一款同時支持 MySQL 和 PostgreSQL 數據庫協議和語法的產品，并可以兼容常用的編程語言等。國內很多分布式數據庫都是通過開源數據庫擴展而來，因而支持 MySQL、支持 PostgreSQL，但同時支持目前看僅此一家。這種良好的生態兼容性，也方便用戶遷移上來。

• 極致性能

昆侖數據庫在官網文檔上，說明其性能大幅領先于競品，并稱確保在 TB 級別數據、數千連接、數十萬 QPS 仍然可以提供高吞吐率低延時的事務處理性能。針對這一點，個人還保持謹慎態度，不同的業務模型性能表現可能差異很大，企業還是需要根據自身業務特點進行評測。

• HTAP

昆侖數據庫通過其強大的優化器和獨創的并行查詢能力，可實現數據的在線計算。即在聯機交易基礎上，實現一定能力的在線分析能力，即所謂的 HTAP 能力。

• 多模混算

昆侖數據庫提供了多模數據的存儲與計算能力，支持包括 JSON、GIS、Vector 等類型數據的存儲與計算。這對于用戶構建統一承載平臺無疑很有好處。

4)場景分析

可以說國內分布式數據庫非常繁多，如何在眾多產品中定位、選擇一款產品非常關鍵。這里通過一張簡圖進行說明，并嘗試將主要技術架構路線覆蓋范圍及昆侖數據庫所在定位進行描述。下圖將用戶的數據庫使用場景，簡單從數據容量、響應時長角度進行歸類。橫軸表示數據容量，越靠右規模越大；縱軸表示響應時延，越靠上時延越高。根據常規的的劃分，我們可以將數據使用場景，簡單分為 OLTP-聯機交易、HTAP-混合負載和 OLAP-聯機分析，其對應的數據規模和時延要求各有不同。從主要技術實現路線來看，可大致按照擅長的領域做下劃分，如下圖。其中會有部分場景上有所交叉。

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昆侖數據庫架構上是屬于 share nothing 架構，覆蓋場景包括 OLTP、HTAP。其可在滿足承載大規模數據容量的前提下，提供有時延保證的數據訪問能力。支持多種數據分片的同時，也支持一定復雜度的在線數據分析。

2. 實踐昆侖數據庫

1)安裝部署

使用過分布式數據庫的朋友，可能都有這樣的感受。因分布式數據庫組件多、節點多，安裝部署非常麻煩。這也成為妨礙很多用戶嘗試新產品的最大阻力。昆侖數據庫這方面做到不錯，提供了 Docker、一鍵安裝等多種形式。這里為了省事，直接采用 Docker 方式。

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2)使用體驗

一個數據庫的功能非常龐雜，因個人精力有限，只測試了部分功能。針對昆侖數據庫，其生態兼容性特點很突出，兼容了最為流行的兩款開源數據庫 MySQL 和 PostgreSQL。這里所說的兼容，包括了協議、語法等多層面。下面示例就將依次使用 PostgreSQL 和 MySQL 兩種方式，看看使用體驗如何。首先我們通過 PostgreSQL 方式連接測試實例，看看整體集群的情況。

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然后在 MySQL 模式下做個簡單的 CRUD，看看數據庫表現如何。

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從上面操作可見，昆侖數據庫實現了 MySQL、PostgreSQL 兩種數據庫的常見語法、方言及操作習慣。兩個生態的用戶都可以很方便的快速使用它。這無疑大大拓展了其受眾用戶，減低了使用門檻。作為國內分布式數據庫的一員，相信昆侖數據庫將在未來得到更廣泛的使用，也歡迎大家關注試用 http://klustron.com