雲數據庫選型也(yě)繞不開(kāi)“CAP定理(lǐ)”？

與80年代初期相比，今天的數據庫技術，可以說是取得了(le)長足猛進的發展。不僅在硬件的選擇上(shàng)，不再視(shì)大(dà)型機爲唯一，還可以根據具體的業務需求，選擇更貼近業務場景需求的數據庫産品。 如今，軟、硬件技術在不斷進步，使得數據庫的種類發生了(le)翻天覆地的變化。除了(le)過去常用(yòng)的關系型數據庫，我們還可以選擇時(shí)序數據庫、圖數據庫、文(wén)本數據庫等等。有的數據庫隻支持單一數據處理(lǐ)，有的數據庫可支持多種數據共用(yòng)同一個實例。一些(xiē)專門(mén)用(yòng)于在線事(shì)務處理(lǐ)的數據庫，叫做 OLTP；一些(xiē)專門(mén)用(yòng)于分析型業務的數據庫叫做 OLAP。而能(néng)夠把兩者結合起來(lái)的，叫做HTAP。 總之，你(nǐ)可以把數據庫放(fàng)在任意地方，可随時(shí)随地訪問你(nǐ)的數據，或者随意遷移數據。比如：你(nǐ)可以把智能(néng)手機上(shàng)的數據遷移到(dào)本地的數據中心服務器，還可以從(cóng)本地服務器遷移到(dào)雲數據庫上(shàng)。 那麽，問題來(lái)啦，什(shén)麽是雲數據庫? 這(zhè)兩年，不管是傳統數據庫廠(chǎng)商，還是雲計(jì)算(suàn)大(dà)廠(chǎng)，都在主推“雲數據庫”，對(duì)于雲數據庫概念，不同人有不同理(lǐ)解，可以說是衆說紛纭。那麽，到(dào)底什(shén)麽是雲數據庫?數據庫從(cóng)本地遷移到(dào)雲上(shàng)，就是雲數據庫嗎? 從(cóng)定義來(lái)看(kàn)，雲數據庫是指被優化或部署到(dào)一個虛拟計(jì)算(suàn)環境中的數據庫，最顯著的優勢是可以獲得按需付費、按需擴展、高(gāo)可用(yòng)性以及存儲整合等能(néng)力。所以，雲數據庫即可以在本地運行，也(yě)可以通過專有雲的方式運行，同時(shí)與本地數據庫兼容。另外(wài)，有些(xiē)雲計(jì)算(suàn)大(dà)廠(chǎng)推崇的是雲原生數據庫，這(zhè)意味着整個數據架構都需要使用(yòng)公有雲廠(chǎng)商提供的服務。 不管大(dà)家如何看(kàn)待雲數據庫，有一點可以确定，那就是數據庫不是一個簡單的軟件應用(yòng)，而是涉及到(dào)應用(yòng)程序的後端和(hé)存儲層。即數據從(cóng)前端傳到(dào)後台，後台與數據庫直接關聯。同時(shí)，按照CAP定理(lǐ)，在一緻性、可用(yòng)性、分區(qū)容錯性三者之間，不可能(néng)三者兼顧，而是最多同時(shí)兼顧兩項。 也(yě)就是說，如何選擇一個理(lǐ)想數據庫，取決于應用(yòng)程序需求。如果隻用(yòng)于顯示應用(yòng)程序的目錄，那麽數據庫的讀取速度和(hé)延遲時(shí)間很(hěn)重要，這(zhè)時(shí)文(wén)檔數據庫可能(néng)是理(lǐ)想型選擇，當然很(hěn)多關系型數據庫和(hé)寬列數據庫也(yě)能(néng)适用(yòng)。如果是金(jīn)融交易式應用(yòng)程序處理(lǐ)，那麽如何滿足數據庫的 ACID 屬性(原子性、一緻性、隔離性和(hé)持久性)就變得非常重要，這(zhè)時(shí)關系型數據庫顯然是最佳選擇。 随着數據庫技術的不斷成熟，數據庫選型也(yě)在突破傳統技術架構的局限。比如：在滿足現(xiàn)代化業務需求的分布式數據庫架構中，節點故障和(hé)分區(qū)容錯性可以通過使用(yòng) Paxos 或 Raft 共識算(suàn)法來(lái)解決。本質上(shàng)，當一個節點退出集群時(shí)，隻要它有仲裁，集群就能(néng)繼續工(gōng)作(zuò)。此外(wài)，這(zhè)種分區(qū)的思想在私有雲内部網絡中很(hěn)少見，類似于雲服務提供商提供的那種分布式架構服務，在本地數據中心是通過光纖冗餘來(lái)實現(xiàn)，并且不通過公網傳輸占據内部流量。 所以，總的來(lái)看(kàn)，雖然沒有任何技術可以繞過CAP 定理(lǐ)，但(dàn)好(hǎo)的雲數據庫具有超過五個九 (99.999%) 的可用(yòng)性，從(cóng)一定程度上(shàng)大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)數據庫的一緻性和(hé)可用(yòng)性水(shuǐ)平。比如：針對(duì)多人遊戲場景，讀寫能(néng)力和(hé)延遲性都很(hěn)重要，這(zhè)時(shí)分布式數據庫架構，可以很(hěn)好(hǎo)地解決這(zhè)一問題。如果不是強一緻性業務以及關系型業務，鍵值數據庫可能(néng)是理(lǐ)想選擇。如果是傳感器之類的數據輸入輸出，可以快(kuài)速大(dà)量寫入的時(shí)序數據庫，表現(xiàn)會(huì)更好(hǎo)。 另外(wài)，任何雲數據庫都可以處理(lǐ)少量以及大(dà)量數據。少的可以處理(lǐ)以千兆字節或更少單位的數據。而具有大(dà)數據處理(lǐ)能(néng)力的雲數據庫，可以處理(lǐ) TB級數據(數千 GB)，包括少數數據庫可以容納 PB級(數百萬 GB)。 需要重點強調的是，大(dà)多數雲數據庫會(huì)按月向您收取存儲費用(yòng)，SSD 存儲的費用(yòng)要高(gāo)于磁盤存儲。另外(wài)，過高(gāo)的數據處理(lǐ)速度也(yě)會(huì)給其他(tā)指标帶來(lái)影響，例如數據庫寫入速度和(hé)網絡容量受到(dào)限制。 如果數據量突增，數據庫或前端程序可能(néng)需要在寫入永久存儲時(shí)将其緩沖在 RAM 中，以避免數據丢失。 無論你(nǐ)選擇什(shén)麽樣的數據庫，都不要忘記在投入生産前進行大(dà)量測試。另外(wài)，也(yě)并不是所有的雲數據庫，都要需要你(nǐ)100%地把本地數據庫遷移到(dào)雲上(shàng)。同時(shí)，一旦數據庫上(shàng)雲，就要做好(hǎo)監控和(hé)防護措施，出現(xiàn)問題時(shí)要有預警機制，能(néng)夠快(kuài)速遷移到(dào)備份方案中。 作(zuò)者：李代麗(lì)? 來(lái)源：IT168網站(zhàn)