Cobar分布式关系数据库访问代理

阳光穿透心脏的1/2处 2022-12-14 06:22 141阅读 0赞

Cobar是阿里巴巴开源的一个分布式关系数据库访问代理，介于应用服务器和数据库服务器之间（Cobar也支持非独立部署，以lib的方式和应用程序部署在一起）。应用程序通过JDBC驱动访问Cobar集群，Cobar服务器根据SQL和分库规则分解SQL，分发到MySQL集群不同的数据库实例上执行（每个MySQL实例都部署为主/从结构，保证数据高可用）。  
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前端通信模块负责和应用程序通信，接收到SQL请求（`select * from users where userid in (12,22,23)`）后转交给SQL解析模块，SQL解析模块解析获得SQL中的路由规则查询条件（userid in (12,22,23)）再转交给SQL路由模块，SQL路由模块根据路由规则配置（userid为偶数路由至数据库A，userid为奇数路由至数据库B）将应用程序提交的SQL分解成两条SQL（`select * from users where userid in (12,22)；select * from users where userid in (23)`）转交给SQL执行代理模块，发送至数据库A和数据库B分别执行。数据库A和B的执行结果返回至SQL执行模块，通过结果合并模块将两个返回结果集合并成一个结果集，最终返回给应用程序，完成在分布式数据库中的一次访问请求。  
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Cobar服务器集群的伸缩和MySQL服务器集群的伸缩  
Cobar服务器可以看作是无状态的应用服务器，因此其集群伸缩可以简单实用负载均衡的手段实现。而MySQL中存储着数据，要想保证集群扩容后数据一致负载均衡，必须要做数据迁移，将集群中原来机器中的数据迁移到新添加的机器。  
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具体迁移哪些数据可以利用一致性Hash算法（即路由模块使用一致性Hash算法进行路由），尽量使需要迁移的数据最少。但是**迁移数据需要遍历数据库中每条记录（的索引），重新进行路由计算确定其是否需要迁移**，这会对数据库访问造成一定压力。并且需要解决迁移过程中数据的一致性、可访问性、迁移过程中服务器宕机时的可用性等诸多问题。实践中，**Cobar利用了MySQL的数据同步功能进行数据迁移**。数据迁移不是以数据为单位，而是以Schema为单位。在Cobar集群初始化时，在每个MySQL实例创建多个Schema（根据业务远景规划未来集群规模，如果集群最大规模为1000台数据库服务器，那么总的初始Schema数>=1000）。集群扩容时，从每个服务器中迁移部分Schema到新机器中，由于迁移以Schema为单位，迁移过程可以使用MySQL的同步机制。  
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同步完成时，即新机器中Schema数据和原机器中Schema数据一致的时候，修改Cobar服务器的路由配置，将这些Schema的IP修改为新机器的IP，然后删除原机器中的相关Schema，完成MySQL集群扩容。  
在整个分布式关系数据库的访问请求过程中，Cobar服务器处理消耗的时间是很少的，时间花费主要还是在MySQL数据库端，因此应用程序通过Cobar访问分布式关系数据库，性能基本和直接访问关系数据库相当，可以满足网站在线业务的实时处理需求。事实上由于Cobar代替应用程序连接数据库，数据库只需维护更少的连接，减少不必要的资源消耗，改善性能。但由于Cobar路由后只能在单一数据库实例上处理查询请求，因此无法执行跨库的JOIN操作，当然更不能执行跨库的事务处理。

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