1:分布式理论
CAP(Eric Brewer)
Web服务无法同时满足以下3个属性
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Consistency(一致性),数据一致新新,所有数据变动都是同步的
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Availability(可用性),每个操作都必须以可预期的响应结束
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Partition tolerance(分区容错性),即使出现单个组件无法可用,操作依然可以完成
在任何数据库设计中,一个Web应用至多只能同时支持上面的两个属性,不可能三者兼顾。对于分布式系统来说,分区容错是基本要求,所以必然要放弃一致性。对于大型网站来说, 分区容错和可用性的要求更高,所以一般都会选择适当放弃一致性。对应CAP理论,NoSQL追求的是AP,而传统数据库追求的是CA,这也可以解释为什么 传统数据库的扩展能力有限的原因。
ACID解决方案
ACID数据库事务极大地简化了应用开发人员的工作.正如其缩写标识所示,ACID事务提供以下几种保证:
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Atomicity(原子性),事务中的所有操作,要么全部成功,要么全部不做.
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Consistency(一致性)在事务开始与结束时,数据库处于一致状态.
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Isolation(隔离性) 事务如同只有这一个操作在被数据库所执行一样.
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Durability(持久性). 在事务结束时,此操作将不可逆转.(也就是只要事务提交,系统将保证数据不会丢失,即使出现系统Crash,译者补充).
数据库厂商在很久以前就认识到数据库分区的必要性,并引入了一种称为2PC(两阶段提交)的技术来提供跨越多个数据库实例的ACID保证
BASE解决方案
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Basically Available(基本可用)
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Soft-state( 软状态/柔性事务)
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Eventual Consistency(终终一致性)
BASE模型是传统ACID模型的反面,不同与ACID,BASE强调牺牲高一致性,从而获得可用性,数据允许在一段时间内的不一致,只要保证终终一致就可以了。
2:分布式系统基础组件
RPC
message queue
failure detection
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“The φ Accrual Failure Detector”
分布式系统中的一致性
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"Principles of Computer Systems Design" 第十章(可以到MIT 网站下载)
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虚拟同步(virtual synchrony)系统
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K.P. Birman 的两篇论文,讲述虚拟同步的概念的实现方法
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Reliable Communication in the Presence of Failures
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Exploiting virtual synchrony in distributed systems
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扩展的虚拟同步(Extended Virtual Synchrony),也称为 TOTEM 协议
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Y. Amir 等,"The Totem Single Ring Ordering and Membership Protocol"
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L.E. Moser 等,"Extended Virtual Synchrony"
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Corosync 是 TOTEM 协议的一个开源实现,当前 RedHat 等提供的企业集群使用它作为一致性协议。
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采用类似 Paxos 算法的系统
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Leslie Lamport, "Paxos Made Simple"
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"Paxos Made Live – An Engineering Perspective" Google 实现 Paxos 算法时的工程考虑。
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Zookeeper,两篇介绍 ZooKeeper 的论文
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ZooKeeper: Wait-free coordination for Internet-scale systems
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A simple totally ordered broadcast protocol
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Google 的 Chubby,"The Chubby lock service for loosely-coupled distributed systems"
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终终一致性
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终终一致性概念
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Cassandra 中终终一致性的应用
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基于 Gossip 协议的组成员管理,论文 "Efficient Reconciliation and Flow Control for Anti-Entropy Protocols"
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基于 Merkle tree 的数据同步算法:“Informed content delivery across adaptive overlay networks”
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CAP 理论
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BASE 理论 http://queue.acm.org/detail.cfm?id=1394128
3:分布式数据库和分布式文件系统
Google File System
MooseFS
Ceph
Dynamo
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论文 "Dynamo: Amazon’s Highly Available Key-value Store"
Big Table
Cassandra
Parallel Database
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Yahoo! PNUTS 论文 "PNUTS: Yahoo!’s Hosted Data Serving Platform"
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GreenPlum 并行数据库,私有软件,非开源
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HadoopDB,论文 "HadoopDB: An Architectural Hybrid of MapReduce and DBMS Technologies for Analytical Workloads"
分布式数据库对比
论文 "Benchmarking Cloud Serving Systems with YCSB"
4:大规模数据处理
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MapReduce
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Hive, Pig
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Hive 论文 "Hive – A Petabyte Scale Data Warehouse Using Hadoop"
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Pig 论文 "Pig Latin: A Not-So-Foreign Language for Data Processing"
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search engine (Lucene)
5:关系数据库
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数据库设计与实现基本理论
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Book "Database System Implementation"
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transaction processing
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Book "Transaction Processing: Concepts and Techniques"
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Book "Principles of Transaction Processing, Second Edition"
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性能优化
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Book "High Performance MySQL"
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Book "Physical Database Design"
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SQLite 代码分析
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PostgreSQL
6:分布式系统理论研究
这几本书里面,"distributed algorithms" 比较偏重纯理论,与实际技术相关性不大,阅读优先级较低;"distributed systems: principles and paradigms" 讲了不少实际系统,但是讲的不是很深入(也很难讲深入),初学者可以先浏览一遍;"Principles of computer systems design: an introduction" 是一本新书,对系统设计的很多思想讲的很透彻清晰,优先级较高。
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Lynch's book "distributed algorithms"
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Tanenbaum's book "distributed systems: principles and paradigms"
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"Principles of computer systems design: an introduction"
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CAP theorem paper, "Brewer's conjecture and the feasibility of consistent, available, partition-tolerant web services"
7:值得读的博客