分布式系统介绍-PNUTS

PNUTS是Yahoo!的分布式数据库系统，支持地域上分布的大规模并发操作。它根据主键的范围区间或者其哈希值的范围区间将表拆分为表单元（Tablet），多个表单元存储在一个服务器上。一个表单元控制器根据服务器的负载情况，进行表单元的迁移和拆分。每条记录的数据都没有固定的模式（采用JSON格式的文本）

组件

• 区域（Region）：一个区域包含全部表的数据和相关组件。
• 表单元控制器（Tablet controller）：一个表单元是是表中被划分出来的一组记录的集合。表单元控制器管理着表单元的创建，切分，维护存储单元与表单元的映射关系。有主备服务器来保证其可用性。
• 路由器（Router）：根据从表单元控制器中读取到的信息将数据路由到正确的存储单元。另外也支持数据的聚合。
• 存储单元（Storage unit）：存储表单元。可以是一个Ulix文件系统（hash表）或者MySQL InnoDB（顺序表）
• 消息中间件（YMB）：分发备份记录到其他的Region或者更新通知给客户端。

一致性

由于PNUTS设计数据分布在地理上的不同位置，所以它没有采用代价比较高的事务操作。另外由于最终一致性可能会出现一些不希望看到的中间结果，所以PNUTS主要实现一种时序上的一致性。

在每条记录中，有一个字段标志该记录Master所属的区域，所有的更新先发往Master，由Master将数据同步到其他的备份中。为了避免插入操作的冲突，表也分为主备，所有的记录插入操作都先在主表上执行。在底层，通过消息中间件（YMB， Yahoo! Message Broker）来保证数据分发的顺序。

另外每条记录都有一个版本号，由应用根据自己的需要，来决定读写记录的方式： 可以读取任意的备份，也可以读取最新的记录，或者读取指定的版本，在写的时候既可以直接覆盖，也可以实现乐观锁的控制。通过这种方式，来保证应用的读写一致性和写读一致性。

可用性

数据的可用性主要是通过YMB来保证，YMB也同时管理日志，数据发布到YMB视为数据的提交，初始时YMB将数据写到两个服务器的日志中， 只有当数据分发到所有的区域上后，YMB才将日志删除。

在一条记录的master区域不可用时，应用程序可以决定是否继续更新，如果更新则需要手动解决潜在的冲突。

客户端支持自动的failover

高性能

主要通过本地化操作实现，系统统计最近三次请求的来源，将master迁移到相应的Region中。

表单元控制器检测系统的负载情况，通过迁移或者拆分tablet来均衡负载。

另外，数据拷贝的传输为异步操作。