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云數(shù)據(jù)庫選型也繞不開“CAP定理”？
與80年代初期相比，今天的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以說是取得了長足猛進(jìn)的發(fā)展。不僅在硬件的選擇上，不再視大型機(jī)為唯一，還可以根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求，選擇更貼近業(yè)務(wù)場景需求的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。
如今，軟、硬件技術(shù)在不斷進(jìn)步，使得數(shù)據(jù)庫的種類發(fā)生了翻天覆地的變化。除了過去常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，我們還可以選擇時序數(shù)據(jù)庫、圖數(shù)據(jù)庫、文本數(shù)據(jù)庫等等。有的數(shù)據(jù)庫只支持單一數(shù)據(jù)處理，有的數(shù)據(jù)庫可支持多種數(shù)據(jù)共用同一個實(shí)例。一些專門用于在線事務(wù)處理的數(shù)據(jù)庫，叫做 OLTP；一些專門用于分析型業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫叫做 OLAP。而能夠把兩者結(jié)合起來的，叫做HTAP。
總之，你可以把數(shù)據(jù)庫放在任意地方，可隨時隨地訪問你的數(shù)據(jù)，或者隨意遷移數(shù)據(jù)。比如：你可以把智能手機(jī)上的數(shù)據(jù)遷移到本地的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，還可以從本地服務(wù)器遷移到云數(shù)據(jù)庫上。
那么，問題來啦，什么是云數(shù)據(jù)庫?
這兩年，不管是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫廠商，還是云計(jì)算大廠，都在主推“云數(shù)據(jù)庫”，對于云數(shù)據(jù)庫概念，不同人有不同理解，可以說是眾說紛紜。那么，到底什么是云數(shù)據(jù)庫?數(shù)據(jù)庫從本地遷移到云上，就是云數(shù)據(jù)庫嗎?
從定義來看，云數(shù)據(jù)庫是指被優(yōu)化或部署到一個虛擬計(jì)算環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫，最顯著的優(yōu)勢是可以獲得按需付費(fèi)、按需擴(kuò)展、高可用性以及存儲整合等能力。所以，云數(shù)據(jù)庫即可以在本地運(yùn)行，也可以通過專有云的方式運(yùn)行，同時與本地數(shù)據(jù)庫兼容。另外，有些云計(jì)算大廠推崇的是云原生數(shù)據(jù)庫，這意味著整個數(shù)據(jù)架構(gòu)都需要使用公有云廠商提供的服務(wù)。
不管大家如何看待云數(shù)據(jù)庫，有一點(diǎn)可以確定，那就是數(shù)據(jù)庫不是一個簡單的軟件應(yīng)用，而是涉及到應(yīng)用程序的后端和存儲層。即數(shù)據(jù)從前端傳到后臺，后臺與數(shù)據(jù)庫直接關(guān)聯(lián)。同時，按照CAP定理，在一致性、可用性、分區(qū)容錯性三者之間，不可能三者兼顧，而是最多同時兼顧兩項(xiàng)。
也就是說，如何選擇一個理想數(shù)據(jù)庫，取決于應(yīng)用程序需求。如果只用于顯示應(yīng)用程序的目錄，那么數(shù)據(jù)庫的讀取速度和延遲時間很重要，這時文檔數(shù)據(jù)庫可能是理想型選擇，當(dāng)然很多關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和寬列數(shù)據(jù)庫也能適用。如果是金融交易式應(yīng)用程序處理，那么如何滿足數(shù)據(jù)庫的 ACID 屬性(原子性、一致性、隔離性和持久性)就變得非常重要，這時關(guān)系型數(shù)據(jù)庫顯然是最佳選擇。
隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷成熟，數(shù)據(jù)庫選型也在突破傳統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)的局限。比如：在滿足現(xiàn)代化業(yè)務(wù)需求的分布式數(shù)據(jù)庫架構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)故障和分區(qū)容錯性可以通過使用 Paxos 或 Raft 共識算法來解決。本質(zhì)上，當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)退出集群時，只要它有仲裁，集群就能繼續(xù)工作。此外，這種分區(qū)的思想在私有云內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中很少見，類似于云服務(wù)提供商提供的那種分布式架構(gòu)服務(wù)，在本地數(shù)據(jù)中心是通過光纖冗余來實(shí)現(xiàn)，并且不通過公網(wǎng)傳輸占據(jù)內(nèi)部流量。
所以，總的來看，雖然沒有任何技術(shù)可以繞過CAP 定理，但好的云數(shù)據(jù)庫具有超過五個九 (99.999%) 的可用性，從一定程度上大大提高了數(shù)據(jù)庫的一致性和可用性水平。比如：針對多人游戲場景，讀寫能力和延遲性都很重要，這時分布式數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，可以很好地解決這一問題。如果不是強(qiáng)一致性業(yè)務(wù)以及關(guān)系型業(yè)務(wù)，鍵值數(shù)據(jù)庫可能是理想選擇。如果是傳感器之類的數(shù)據(jù)輸入輸出，可以快速大量寫入的時序數(shù)據(jù)庫，表現(xiàn)會更好。
另外，任何云數(shù)據(jù)庫都可以處理少量以及大量數(shù)據(jù)。少的可以處理以千兆字節(jié)或更少單位的數(shù)據(jù)。而具有大數(shù)據(jù)處理能力的云數(shù)據(jù)庫，可以處理 TB級數(shù)據(jù)(數(shù)千 GB)，包括少數(shù)數(shù)據(jù)庫可以容納 PB級(數(shù)百萬 GB)。
需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是，大多數(shù)云數(shù)據(jù)庫會按月向您收取存儲費(fèi)用，SSD 存儲的費(fèi)用要高于磁盤存儲。另外，過高的數(shù)據(jù)處理速度也會給其他指標(biāo)帶來影響，例如數(shù)據(jù)庫寫入速度和網(wǎng)絡(luò)容量受到限制。 如果數(shù)據(jù)量突增，數(shù)據(jù)庫或前端程序可能需要在寫入永久存儲時將其緩沖在 RAM 中，以避免數(shù)據(jù)丟失。
無論你選擇什么樣的數(shù)據(jù)庫，都不要忘記在投入生產(chǎn)前進(jìn)行大量測試。另外，也并不是所有的云數(shù)據(jù)庫，都要需要你100%地把本地數(shù)據(jù)庫遷移到云上。同時，一旦數(shù)據(jù)庫上云，就要做好監(jiān)控和防護(hù)措施，出現(xiàn)問題時要有預(yù)警機(jī)制，能夠快速遷移到備份方案中。
作者：李代麗? 來源：IT168網(wǎng)站
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