【摘 要】
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分布式一致性是分布式理论中非常重要的部分。随着互联网快速发展,分布式系统被广泛应用,系统功能越来越强大,结构越来越复杂,很多时候需要使用到一致性协调服务系统保证系统
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分布式一致性是分布式理论中非常重要的部分。随着互联网快速发展,分布式系统被广泛应用,系统功能越来越强大,结构越来越复杂,很多时候需要使用到一致性协调服务系统保证系统高可用性,保证数据一致性等。随着对分布式系统可靠性、一致性等要求变高,一致性协调服务系统变得更加重要,越来越受到人们的重视。本文以自行研发的分布式内存数据库系统Goldfish为背景,研究高性能分布式一致性协调服务系统的设计和实现。Goldfish是面向OLAP场景设计的,能够存储海量数据,支持SQL查询的高性能分布式列式内存数据库系统。在设计Goldfish系统的几个关键功能时,使用到了分布式一致性协调服务系统,主要应用在元数据的同步,元数据一致性保证,配置信息的保存,分布式事务,以及保证Goldfish系统的高可用性。本系统能够保证数据一致性和系统高可用性,而数据一致性和系统的高可用性正是数据库系统的核心特点。本文使用Raft协议作为理论基础,设计了系统的高可用方案,使用此方案,设计和实现了数据同步,故障恢复,选主操作等功能,这些功能保证了数据一致性和系统高可用性。为了提高一致性服务系统的性能,本文设计和实现了高性能的软件架构,该架构将网络I/O和业务解耦合,降低锁竞争,实现程序高并发,充分利用了系统的硬件资源,提高系统性能。在上面的基础上,本文从软件分层架构方面描述了系统的具体设计与实现,对各个模块的设计和实现做了详细的说明。其中Command模块较为重要,它串联了Goldfish系统的业务和分布式一致性协调服务系统。通过对Command接口的实现,可以让Goldfish系统业务模块很方便的使用一致性协调服务系统,实现数据同步,高可用等特征。最后,通过测试,一致性协调服务系统实现了保证数据一致性和系统高可用性的目标。通过观察每秒读写操作数和系统中节点的网络I/O,CPU使用率,可以看出系统具有很高的性能。
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