构建强⼀一致性分布式数据库 TiDB 沈泰宁 R & D Engineer @ PingCAP ⾃自我介绍 ⾃自我介绍 • 沈泰宁 • R&D Engineer @ PingCAP • Maintainer • rust-prometheus • grpc-rs • … ⽬目录 • What is TiDB? • How to test? What is TiDB? Single

⾼性能⾼可⽤机票实时搜索系统 去哪⼉⺴ 梁启康 议题 系统诉求 海海量量数据 设计思路路 搜索框架 报价引擎 待解问题 系统诉求 • 全⽹网价最低 • 航线报价最全 • 实时性最好 • 产品最丰富 • 预定最流畅 ⾯面临问题 航班舱位时刻变动 供应商规则调整密集 航司政策各有不不同 供应商的office权限不不⼀一致 运价规则变化繁多 GDS数据成本不不菲 报价数量量多，内存问题 • 报价源多，不不稳定 • 响应时间要求苛刻 • 搜索条件有热点 • 缓存报价不不准 • 尽量量⽤用原⽣生数据类型，编码 • 回数⽐比例例，异步搜索更更新 • 分批回数 • ⼀一致性哈希，负载均衡 • 供应商粒度，主动更更新 报价引擎 供应商规则 航司运价 航班舱位状态 套餐搭售 + + 低价特惠 商旅优选 头等舱 。。。 报价引擎—供应商规则 报价引擎 • 计算量量巨⼤大 报价引擎 索引 搜索引擎核⼼心 • 规则库 => 索引库 • 规则库写⼊入量量⼤大，集群峰值达20K TPS • 要求同步延迟很低，不不超过60s • 保持顺序⼀一致性，如果先删后插变成 先插后删，数据会不不⼀一致 • 数据最终⼀一致 • 系统⾼高可⽤用 报价引擎 — 组织索引 北北 京 | 上 海海 成 都 | 杭 州 ⼴广 州 | 郑 州 南

Observe r ob-saturn-zk-* 2台 3台 x台 调度器集群 接入域-B 执行结点 作业实现 功能地图 01 02 03 多种作业类型与 作业模式 资源动态平衡 框架与业务隔离 三大功能特性 Shell作业 消息作业* JAVA作业 分布式与本 地作业模式 • 完美兼容现有PHP的作业，可无缝迁移，成本最低 • 提供多种业务开发模式，满足不同的业务需求 • 多 资源利用 • 灵活的运维配置与部署 • 高效资源利用 • 简便的管理 人工指定 自动平衡 资源平衡调度算法 框架代码 与业务代 码隔离 集中化动 态增加与 删除作业 • 简化开发，避免冲突，业务无侵入 • 易于发布与维护 • 框架升级与业务脱离 框架与业务隔离 Shell作业 Java/消息作业 Saturn Executor PHP脚本 Python脚本 System.exec 监控体系 手动触发 批量处理 强行终止 Dashboard … 为什么需要容器化 资源利用 提高物理资源的 利用率 系统弹性 资源弹性伸缩 运维效率 上线周期、峰值 应对 作业隔离 不同业务间作业 隔离 容器化的调度系统选型 开源程度 场景切合(秒级调度) 异构体系 管理成本 长驻处理？ 使用后销毁？ 物理资源层: Mesos / VM 容器/应用层: Marathon /

KV 存储系统研发 有多年分布式存储研发经验 个人简介 • Cellar起源 • 中心节点架构演进 • 节点高可用和异地容灾 • 服务可用性提升 • Cellar规划 目录 • Cellar起源 • 中心节点架构演进 • 节点高可用和异地容灾 • 服务可用性提升 • Cellar规划 目录 Cellar，英文原意是酒窖，项目取名Cellar，一方面借用其储藏 之意，同时，也希望使用Cellar的用户，可以像用酒窖藏酒一样，越 Cellar起源—Tair问题 Cellar起源 架构升级 性能优化 可用性优 化 可运维性 Cellar 开源 Tair • Cellar起源 • 中心节点架构演进 • 节点高可用和异地容灾 • 服务可用性提升 • Cellar规划 目录 Cellar—中心节点架构演进 • 性能问题 客户端集中获取路由表 • 隔离性问题 中心节点暴露给客户端 单独的路由表获取模块 Cellar—中心节点架构演进 可线性扩展 • 隔离性： 客户端与中心节点 完全隔离 Cellar—中心节点架构演进 一致性 • 主备脑裂 • observer与config • Zookeeper选主 • 元数据Zookeeper存储 Cellar—中心节点架构演进 一致性： • 主备强一致 • observer同步强一致 • Cellar起源 • 中心节点架构演进 • 节点高可用和异地容灾 • 服务可用性提升 • Cellar规划

System - 持久化存储 百度文件系统架构 设计一个分布式系统要考虑的 • 数据与计算的分片 • 分区故障容忍 • 数据一致性 • 系统扩展性 • 延迟与吞吐 • 成本与资源利用率 • … 数据与计算的分片 • 哈希分片 - 简单、均衡 - 扩容复杂、易用性差 - 一致性哈希、虚拟节点 • 按范围、数据量分 - 使用简单 - 需要管理元数据 - 中心化与去中心化 元数据管理 • 去中心化 影响可用性 • 可以读从节点 - 刚写入的读不到 - 不一致 • 只允许读主节点 - 扩展性受限 数据处理模块 数据接收模块 存储 主 从 从 1. 写入 2. 通知 3. 读取 CAP理论 • 简要历史 - Eric Brewer 1998年提出 - 2002年证明 • CAP三选二 - Consistency 一致性 - Availability 可用性 - Partition - 容忍网络隔离是必须的 - CP、AP Quorum机制 • Quorum写（NWR） - Write 写成功W副本 - Read 读R副本 - W+R>N，就不会丢失更新 • 一致性协议 - Paxos - Raft CAP到CAD的演变 • 必须容忍网络隔离 - CAP->CA • 跨地域的延迟 - CA->CAD/CAL • 多数情况下我们更重视可用性 - CAD->CD

⽀支付通知 交易易中台 ⽀支付时限任务 出票处理理 队列列故障 已⽀支付订单被取消 ⽀支付超时 订单取消 缺乏降级设计 稳定性之路路到底有多远 如何设计⾯面向容错的系统，如何提升系统的可⽤用性 强弱依赖 • 弱依赖 - 熔断限流，有损服务 • 强依赖 - 备选服务，降级实现 什什么是强弱依赖，如何确定强弱依赖 • ⽤用户是否强烈烈感知 • 核⼼心业务是否有损 service serviceC- degrade 弱依赖 强依赖 强依赖 备选服务 熔断、限流 降级 业界解决⽅方案 - HYSTRIX Netflix开源的一款容错框架，支持多种降级熔断技术 资源隔离 断路路器器 降级操作 请求合并 请求缓存 实践过程中遇到的问题 • 业务改造成本⾼高，代码耦合，维护成本增⾼高 • 固化策略略，需线下修改代码，测试，发布，线上应急策略略响应不不 友好 降级服务统⼀一注册管理理，通过降 级服务质量量数据从整体反映各应 ⽤用的降级点和可⽤用性保障措施 • 降级策略略集中管理理，通过参数 化、配置化、脚本化⽅方式实现线 上策略略的灵活调整 • 依据服务重要程度，从全局制定 分级预案，对降级点进⾏行行预案编 排，并跟踪监控降级链路路的执⾏行行 • 发现潜在故障，多维度验证预案 有效性，评估系统可靠性，提供 降级策略略、参数调整的优化依据 整体架构 Agent

… 数据分析 … 运营后台 用户系统 商户后台 官网 企业网银 个人网银 解决方案 实时监控 业务属性 BUSINESS ATTRIBUTES 实时性、一致性 安全性、中间账户 聚合的复杂性、第三方依赖性 金融系统 The complexity of aggregation, third-party dependency Financial system Security 交易量高速增加 并发请求增加 交易响应速度过慢 数据库单表 数据量剧增 模块耦合度高 开发效率低下 … 思考 THINKING 解耦 异步化 扩容 排队 队列 缓存 冷热数据隔离 读写分离 分库分表 容灾 限制 池化 ACK ... 变化 VARIETY adapter oltp db 银行/第三方支付 adapter service1 service2 8.代码中不建议使用@Transactional，因为一般业务场景中用不到，它影响数 据库性能并且多个操作可能在并发下导致数据库死锁 9.数据库单表达到一定数据量级需要做分库分表或者冷热数据隔离，避免业 务增加带来的性能问题 10.尽量避免使用全局变量防止并发出现线程安全问题，从而影响业务 11.定时器问题预防 定时器浪打浪情况下，任务重复处理会导致资金风险，建议使用redis避免

大规模分布式系统架构下调测能力构建之道 李鑫 大纲 分布式环境下开发的调测效率问题 应对之道 远程应用服务 契约测试 分布式消息服务 分布式缓存 分布式服务的“租户”隔离策略 总体调测框架实践 分布式环境下调测方法论 单体应用 服务化 微服务 小中型规模应用+小型团队 中大型规模应用+多团队协同 Cache DB NFS Load Balancer ion、Bucket）可以有效进行资源隔离。 2.单机环境下，可以参考MQ，采用本地File I/O实现的存储机制来mock 。 DataBase SandBox 1.为每个开发人员或测试人员提供一个单独（schema/catalog）的测试数据库。 2.预置数据独立管理，并通过测试框架提供预置数据前置导入及后置清除能力。 逻辑上支持“租户”隔离模式的分布式服务一般对多团队并行开发/调 John/assets/product/… Mike/assets/product/… DB/RDS schema1 schema2 schema3 schema4 schema5 schema6 资源的“逻辑”隔离机制 完整的调测框架 SDK 测试骨架 多级开关控制 网络及故障模拟 Runtime DFS-Proxy cache-Proxy MQ-Proxy Server-Proxy(ServiceHelper)