透明分散式，是PolarDB-X即將釋出的能力，它能讓應用在使用PolarDB-X的過程中，猶如使用單機資料庫一般的體驗。

與傳統的中介軟體型別的“分散式資料庫”相比，有了透明分散式能力的PolarDB-X，不再需要應用考慮分割槽鍵的概念，應用可以完全將單機MySQL上開發的建表語句、應用程式碼直接遷移到PolarDB-X上執行起來。

本文將為大家介紹PolarDB-X透明分散式的新體驗。

在PolarDB-X上安裝一個WordPress

WordPress是一個開源的部落格軟體，它使用MySQL作為其資料庫。操作是在PolarDB-X上安裝一個WordPress，來體驗PolarDB-X的透明分散式能力。

我們將遵循簡單的三步走：

1. 不修改DDL直接建表

2. 不修改應用直接跑起來

3. 做下壓測，做下調優

總結如下：

1. 使用官方的WordPress映象，不做任何修改，其安裝程式就能自動的在PolarDB-X上完成建表、資料初始化等工作，其使用的都是標準的MySQL語法。

2. 對此WordPress進行壓測，PolarDB-X的各項監控資料顯示，各節點處於的負載、資料量均處於均衡的狀態。

3. 透過PolarDB-X提供的SQL分析、DAS等工具，可以方便的找到系統中熱點SQL。

4. DBA可以直接透過建立索引、修改資料分佈等DDL語句對系統效能做進一步的最佳化，不需要修改應用。

PolarDB-X實現透明分散式的武器

下面為大家分享下，PolarDB-X是如何實現透明分散式的。

透明資料分割槽

PolarDB-X是一個典型的Share Nothing的分散式資料庫，其簡化架構如下：

其核心元件為無狀態的計算節點CN，與有狀態的儲存節點DN。

要了解PolarDB-X的透明分散式能力，首先要了解資料在PolarDB-X上是如何分佈的。

在PolarDB-X中，一個表由多個索引組成，包括主鍵、二級索引等。PolarDB-X會對每個索引進行獨立的進行分割槽，其分割槽鍵為索引的key。

例如一個典型的電商場景，訂單表，擁有一個主鍵（id），兩個索引（seller_id與buyer_id）：

create table orders (


   id bigint, 


   buyer_id varchar comment '買家', 


   seller_id varchar comment '賣家',


   primary key(id),


   index sdx(seller_id),


   index bdx(buyer_id)


)

• 對於主鍵索引，會按照id對其進行分割槽

• 對於索引sdx，會按照seller_id進行分割槽

• 對於索引bdx，會按照buyer_id進行分割槽

如下圖所示：

對索引進行分片之後，PolarDB-X會將這些分片打散到不同的儲存節點裡，並會按照資料量等資訊進行負載均衡，如下圖所示：

在PolarDB-X中，建表語句中可以不考慮分割槽鍵，PolarDB-X也能自動的對錶進行分片與負載均衡。

因此，應用遷移PolarDB-X時，可以將單機MySQL中的建表語句匯出，不需要修改直接在PolarDB-X中執行即可。

透明的分散式事務

分散式事務是PolarDB-X中的最重要的基礎能力，它廣泛的應用於業務內，避免了業務對事務程式碼進行改造；同時，PolarDB-X內部也用事務來實現索引。

PolarDB-X的分散式事務有以下幾個特徵：

1. 與Spanner一樣，滿足外部一致性這種最強的一致性級別

2. 語法與MySQL完全相容，無需對應用進行改造

3. 行為上支援相容MySQL的RC與RR級別

PolarDB-X分散式事務的原理我們專欄有很多介紹的文章，在此不再贅述。對其原理感興趣的同學可以參考這幾篇文章：

Online DDL

PolarDB-X支援型別豐富的Online DDL，這裡介紹一些有代表性的DDL型別。

索引維護

與單機MySQL的索引有所差異，PolarDB-X的索引均為全域性索引，包含以下幾種型別：

• 普通索引

• 唯一索引

• 聚簇索引

其中聚簇索引是PolarDB-X相對於MySQL的一種新型別的索引，它會包含表中的所有列，從而避免了回表的代價。

PolarDB-X中對索引的建立都透過DDL來完成，並且都是Online的，不會阻塞業務。

例如：

• 建立一個普通的索引：CREATE INDEX idx1 ON t1(name)

• 建立一個聚簇的索引：CREATE CLUSTERED INDEX idx1 ON t1(name)

INSTANT ADD COLUMN

加列操作是業務中最為常見的DDL型別。在MySQL中，加列操作的耗時是與資料量相關的（MySQL8.0中在表的最後面加列是INSTANT的）。

在PolarDB-X中，在任意位置加列都是INSTANT的，這個代表加列操作為恆定的秒級耗時，與資料量無關，不會對業務產生任何影響。

分割槽調整

PolarDB-X支援4種表的分佈策略，Hash、Range、List、Broadcast。由於Hash能避免連續寫入的熱點，PolarDB-X預設使用Hash策略，大多數情況下，此策略能夠很好的滿足系統的效能需要。

但是如果業務在執行期間，希望選擇合適的分割槽策略來提升系統效能，在PolarDB-X中可以方便的透過DDL語句進行調整，PolarDB-X會按照新的分割槽策略重新組織表的資料。

例如：

• 修改表的分割槽策略為Hash：ALTER TABLE t1 PARTITION BY HASH(name)

• 修改表的分片數為32：ALTER TABLE t1 PARTITION BY HASH(name) PARTITIONS 32

• 將表變為廣播表：ALTER TABLE t1 BROADCAST

• 修改表的分割槽策略為RANGE：ALTER TABLE t1 PARTITION BY RANGE(id)

任意兩種分割槽策略之間都可以透過DDL語句進行轉換：

回填速度自適應

想必很多同學有過這樣的經驗：一個超大的表進行DDL操作，由於資料量比較大，這個DDL操作無法在一天內完成，為了避免對業務影響，人肉在白天業務高峰期來臨的時候，調整引數，降低DDL的回填速度，晚上在業務高峰期結束後，提高DDL的回填速度。

PolarDB-X中的回填，會根據當前的系統負載，自動調節速度。

例如：

在這個例子中，分了四個階段：

1. 開始沒有業務負載，DDL回填速度上升到25W行/s

2. 業務負載開始上升，DDL回填速度迅速下降到13W行/s

3. 業務TPS穩定在1W5，DDL回填速度穩定在13W行/s

4. DDL結束後，業務TPS穩定在1W6

從這個例子中，我們可以看到PolarDB-X DDL的回填速度會自動根據業務負載進行調整，並且DDL期間，對業務的TPS影響很小。

讓Online更Online

為了進一步減少DDL期間對業務的影響，PolarDB-X還使用了多項技術，例如：

• 後設資料多版本，詳見：

• 可暫停、可取消

• MDL死鎖檢測

總結

PolarDB-X的透明分散式能力，將極大的減少應用從單機資料庫遷移分散式資料庫的成本。同時，我們未來也會讓它變得更透明，我們正在做的一些事情包括：

• 更精細的排程策略

• 熱點資料的視覺化展示，與SQL審計分析聯動的智慧診斷

• 在有全域性索引的情況下，支援分割槽級的truncate

• 資料的按時間滾動、清理

• 等等