高性能数据库架构探索：OceanBase 分布式技术深入解析

简介

OceanBase 高性能分布式数据库，解决传统数据库在大规模、高并发场景下的性能瓶颈，通过分布式架构、数据自动分片和强一致性协议，提供高可用性、弹性扩展和出色的性能，支持 MySQL 和 Oracle 兼容模式，方便开发者迁移现有应用

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OceanBase操作文档

OceanBase社区版Docker安装流程

前期准备

1、Docker安装
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yum install -y docker-ce
2、Docker启动并设置开机自启动
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systemctl start docker
systemctl enable docker
3、关闭防火墙和SELinux
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systemctl disable firewalld 
systemctl stop firewalld
systemctl status firewalld
setenforce 0

OceanBase安装

1、拉取 OceanBase 数据库最新镜像
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docker pull oceanbase/oceanbase-ce
2、查看是否拉取成功
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docker images
3、启动OceanBase数据库实例

根据当前容器部署最大规格实例
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docker run -p 2881:2881 --name obstandalone -e MODE=NORMAL -e OB_TENANT_PASSWORD=1234 -d oceanbase/oceanbase-ce
-p 2881:2881：将宿主机的 2881 端口映射到容器内的 2881 端口

--name obstandalone ：指定容器名称为 obstandalone，方便管理和识别这个容器实例

-e MODE=NORMAL ：设置环境变量 MODE 为 NORMAL，指定OceanBase运行模式

-e OB_TENANT_PASSWORD=1234 ：设置环境变量 OB_TENANT_PASSWORD，默认租户 root 用户密码设置为 1234

4、查看是否启动成功
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docker ps
docker logs obstandalone | tail -1
5、连接 OceanBase数据库实例，进入Docker容器
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docker exec -it obstandalone bash
6、连接集群
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obclient -h172.17.0.2 -P2881 -uroot -Doceanbase -A
查看当前数据库
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SELECT DATABASE();
列出所有数据库
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SHOW DATABASES;
插入数据
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INSERT INTO table_name (id, name) VALUES (1, '名字');
删除数据
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DELETE FROM table_name WHERE id = 1;
更新数据
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UPDATE table_name SET name = '新名字' WHERE id = 1;
查询数据
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SELECT * FROM table_name;

租户隔离

租户隔离允许多个租户共享同一个数据库实例，确保每个租户数据、权限、资源等完全独立，拥有自己独立数据库环境，逻辑上互不干扰，提供强隔离性和安全性
1、创建一个新租户 tenant1
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CREATE TENANT tenant1;
2、租户下创建数据库，tenant1 租户下创建一个数据库db1
mysql 复制代码
CREATE DATABASE db1;
3、租户内创建表，db1创建表 orders
mysql 复制代码
USE db1;
CREATE TABLE orders (
  order_id INT PRIMARY KEY,
  user_id INT,
  amount DECIMAL(10, 2),
  order_date DATE
);
4、查询当前租户信息
mysql 复制代码
SHOW TENANTS;

应用场景：SaaS 平台多租户架构

开发 SaaS 平台时，平台为不同的客户提供基于云的服务，每个客户数据、业务逻辑和配置完全不同，因此需要对每个客户数据进行隔离
1、每个客户创建一个独立的租户，每个客户业务将被分配到一个独立的租户，可以保证客户之间的数据不会互相影响
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CREATE TENANT tenant_customer1;
CREATE TENANT tenant_customer2;
2、租户内创建数据库和表，每个租户内数据库、表结构等是完全独立的，不同客户的数据无法交叉（每个租户的数据和资源完全独立，客户1无法访问客户2的数据，且租户1的负载不会影响租户2的性能）
mysql 复制代码
-- 在租户1下创建数据库与表
CREATE DATABASE customer1_db;
USE customer1_db;
CREATE TABLE orders (order_id INT PRIMARY KEY, customer_id INT, amount DECIMAL(10, 2));

-- 在租户2下创建数据库与表
CREATE DATABASE customer2_db;
USE customer2_db;
CREATE TABLE orders (order_id INT PRIMARY KEY, customer_id INT, amount DECIMAL(10, 2));
3、另外还可以按需扩展每个租户资源，根据不同租户的需求，可以动态调整租户的资源（存储空间、计算资源等）提高系统的灵活性
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obd resource set tenant_customer1 --cpu 4 --memory 8GB;

租户快照

租户快照用于数据备份与恢复，可以对某个租户数据库进行快照，确保在任何时候可以安全地恢复到某个历史时间点，可以用来应对系统故障、操作错误等问题，快速恢复数据
1、创建租户快照（创建快照后，OceanBase 会记录该时间点数据状态）
bash 复制代码
obd snapshot create tenant_customer1 --snapshot_name snapshot_2024_11_12 --desc "init"
tenant_customer1：租户名称

snapshot_2024_11_12：指定快照名称

--desc：提供快照描述

2、查看租户快照，列出 tenant_customer1 租户所有快照
bash 复制代码
obd snapshot list tenant_customer1
3、恢复租户快照
bash 复制代码
obd snapshot restore tenant_customer1 --snapshot_name snapshot_2024_11_12
tenant_customer1：需要恢复的租户名称

snapshot_2024_11_12：需要恢复的快照名称

4、删除租户快照
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obd snapshot delete tenant_customer1 --snapshot_name snapshot_2024_11_12

生产环境中，租户快照可以用来在发生数据库故障、操作错误、误删除数据等情况时进行恢复。例如，开发团队在进行系统升级时，误操作导致数据丢失，可以通过恢复之前创建的快照来快速恢复数据，避免影响到业务

物化视图

物化视图工作原理类似于缓存机制，会定期或在指定条件下更新视图的内容，开发者在创建物化视图时，可以指定视图的数据更新方式，比如定时更新或增量更新等

特性	普通视图	物化视图
数据存储方式	不存储数据，只是一个查询定义	存储查询结果，实际持久化数据
数据更新方式	每次查询时都重新计算	定期或根据条件更新存储的结果
查询性能	查询时每次都执行计算	直接读取存储的结果，查询速度较快
数据一致性	保持实时一致性，每次查询返回最新数据	需要定期更新，可能存在延迟与不一致的情况

OceanBase 中，物化视图是通过 CREATE MATERIALIZED VIEW 语句来创建，支持在查询中定义物化视图，优化大数据量查询场景，尤其是在数据量庞大的时候，能有效提高查询性能
1、创建物化视图

创建了一个物化视图 mv_sales_summary，该视图将存储每个 product_id 的销售总金额 total_sales 和销售数量 sales_count汇总数据
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CREATE MATERIALIZED VIEW mv_sales_summary
AS
SELECT product_id, SUM(amount) AS total_sales, COUNT(*) AS sales_count
FROM sales
GROUP BY product_id;
2、更新物化视图

完全刷新：更新整个视图数据，适用于数据变动较大的场景

增量刷新：只更新变动部分的数据，适用于数据变动较小的场景
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CREATE MATERIALIZED VIEW mv_sales_summary
AS
SELECT product_id, SUM(amount) AS total_sales, COUNT(*) AS sales_count
FROM sales
GROUP BY product_id
WITH PRIMARY KEY (product_id)
ENABLE ROW MOVEMENT;
3、查询物化视图
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SELECT * FROM mv_sales_summary WHERE product_id = 101;
4、管理物化视图

删除物化视图
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DROP MATERIALIZED VIEW mv_sales_summary;
查看物化视图的状态
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SELECT * FROM all_mviews WHERE mview_name = '视图名字';

项目开发中，物化视图常用于处理复杂查询的性能优化场景，比如在电商平台的数据分析中，可能需要频繁查询某个商品的总销售额、销售数量等聚合数据，如果每次查询时都从大量原始订单数据中重新计算这些指标，会导致查询性能低下，影响用户体验，这种情况下可以使用物化视图将这些聚合结果预计算并存储，避免每次查询都进行重复计算，提高查询效率。

同时，物化视图可以定期刷新或增量更新，确保数据的时效性和准确性，通过这种方式，项目中的分析报告、实时统计等功能可以更加高效地执行，提升系统整体性能。

总结

高性能数据库架构 OceanBase 数据库，从开发者角度来看，租户隔离技术实现多租户环境下的数据独立与安全，避免了不同业务之间的干扰，适用于SaaS平台、电商网站等场景，通过隔离不同租户的数据，帮助开发者有效管理和维护每个租户的资源；租户快照可以帮助开发者轻松地创建数据快照并进行恢复，确保系统的高可用性，在金融、医疗等行业避免数据丢失，提供快速恢复的能力；物化视图帮助开发者优化复杂查询的性能，通过预计算并存储查询结果来减少计算压力，提升查询速度，适用于电商订单统计、用户行为分析等数据密集型场景，解决海量数据查询中的性能瓶颈问题。

总体来说，OceanBase 技术为开发者提供了一个高效、安全、易扩展的数据库平台，帮助在实际项目中实现了高并发、大规模数据处理和高效查询，值得大家去学习和体验感受哈！