[转帖]【数据库架构】NewSQL和PGXC

数据库架构风格

• 数据库的基本架构
• • 分库分表方案
  • 分布式事务和跨节点查询
  • PGXC
• NewSQL：原生分布式数据库
• 总结

数据库的两种架构风格：NewSQL（代表Google Spanner）、Prxoy（PostgreSQL-XC）

数据库的基本架构

1. 客户端通讯管理器。JDBC或ODBC协议访问数据时的部分。
2. 进程管理器。数据库为客户端分配的进程，客户端后续的所有操作通过对应的进程执行（Oracle和PostgreSQL使用进程方式，MySQL使用线程）。
3. 查询处理器。包括四个部分，功能上顺序执行：
   （1）解析器：将接收到的SQL解析为内部的语法树；
   （2）查询重写：逻辑优化，依据关系代数的等价变换进行简化和标准化；
   （3）查询算法优化：物理优化，根据表的连接方式、连接顺序和排序等技术，即基于规则优化（RBO）和基于代价优化（CBO）；
   （4）计划执行器：最终执行查询计划，访问存储系统。
4. 事务存储管理器。
   （1）访问方式：数据在磁盘的具体存储形式；
   （2）锁管理：并发控制；
   （3）日志管理：确保数据的持久性；
   （4）缓存管理：I/O操作相关的缓存控制。
5. 共享组件和工具。辅助操作（例如编目数据管理器、复制机制）。

分库分表方案

分布式事务和跨节点查询

PGXC

NewSQL：原生分布式数据库

NewSQL 的基础是NoSQL，更具体的说，是类似BigTable的分布式键值（K/V）系统。分布式键值系统选择做了一个减法，完全放弃了数据库事务处理能力，然后将重点放在对存储和写入能力的扩展上，这个能力扩展的基础就是分片。引入分片的另一个好处是，系统能够以更小的粒度调度数据，实现各节点上的存储平衡和访问负载平衡。
高可靠机制的变化在于，放弃了粒度更大的主从复制，转而以分片为单位采用Paxos或Raft等共识算法，这样，NewSQL就实现了更小粒度的高可靠单元，获得了更高的系统整体可靠性。存储引擎层面，则是使用LSM-Tree模型替换B+ Tree模型，大幅提升了写入性能。

缺陷：NewSQL的计算节点需要借助网络才能与存储节点通讯。

总结

1. 架构上，数据库分为：客户端通讯管理器、进程管理器、查询处理器、事务存储管理器和共享组件与工具。分布式数据库在此基础上增加四个主要功能：分片信息管理、分布式事务管理、跨节点查询和全局时钟。
2. PGXC架构是从分库分表方案演进而来。设置了协调节点，在代理功能的基础上增加了分布式事务管理、跨节点查询功能；原有的单体数据继续作为数据节点；新增全局时钟和分片信息管理两个功能，这两个功能又有两种实现情况，一是拆分为两个独立角色节点，二十合并为一个角色节点。
3. NewSQL架构是原生分布式数据库。从分布式键值系统演进而来，主要的工作负载由计算节点和存储节点承担，另外由管理节点承担全局时钟和分片信息管理功能。不过，这三类节点是逻辑功能划分，在设计实现层面是可分可合的。比如，TiDB是分为独立节点，CockroachDB是对等的P2P架构。
4. NewSQL在架构上更加领先，而PGXC最大程度复用了单体数据库的工程实现，更加稳健。

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