YashanDB 多活架构实现企业业务持续运营

在现代企业业务中，数据库的稳定性与高可用性成为提升企业运营效率和竞争力的关键因素。如何保障数据库在故障发生时依然能够持续提供服务，成为业界关注的焦点。传统的主备架构虽能一定程度保障高可用，但存在单点故障风险及切换延迟。为实现业务的持续稳定运行，多活架构逐渐成为主流选择。本文将围绕 YashanDB 多活架构的技术实现，深入探讨其体系架构、关键技术和优势，为企业构建高可用、高性能的数据库解决方案提供技术指导。

YashanDB 体系架构及部署形态

YashanDB 数据库支持单机（主备）部署、分布式集群部署和共享集群部署三种主要形态，各自适应不同的业务场景，满足多样化的高可用需求。

单机部署

单机模式通常部署主实例和备实例于两台服务器，通过主备复制机制保证主库数据同步至备库。该模式适用于对高可用要求较低或业务规模有限的场景。单机部署具有部署简单、维护成本低的特点，是多数业务的首选方案。

分布式集群部署

分布式部署采用 Shared-Nothing 架构，将集群节点划分为管理节点（MN 组）、协调节点（CN 组）和数据节点（DN 组）。MN 组负责元数据与分布式事务管理，CN 组负责 SQL 请求处理和分发执行计划，DN 组负责数据存储与计算。该架构支持海量数据处理、高并发访问，适合复杂业务和大数据分析场景，具备良好的线性扩展性。

共享集群部署

共享集群基于 Shared-Disk 架构，所有实例共享存储资源，每个实例均可读写数据。利用聚合内存（Cohesive Memory）技术，集群多个实例协同管理数据块和全局资源，实现强一致性读写。核心组件包括崖山集群内核（YCK）、崖山集群服务（YCS）和崖山文件系统（YFS）。该架构提供多实例并发读写能力，具备高可用、高扩展和短时切换的优势，符合高端核心交易场景需求。

核心技术与功能

多实例共享一致性访问机制

共享集群通过全局资源目录（GRC）、全局缓存服务（GCS）和全局锁服务（GLS）协调多实例对数据页和非数据资源的访问，确保多实例对同一数据资源的并发访问保持强一致性。GRC 负责管理全局资源状态，GCS 处理数据块请求和传输，GLS 管理分布式锁的申请。多实例间通过一致性哈希分配元数据，避免热点争用，提升并发吞吐能力。

高性能存储引擎支持

YashanDB 支持多种存储结构，包括 HEAP（堆式存储）、BTREE（B 树存储）、MCOL（可变列式存储）和 SCOL（稳态列式存储），满足不同业务场景的性能需求。HEAP 适合事务处理，MCOL 支持原地更新，实现在线事务与在线分析混合处理（HTAP），SCOL 针对海量稳态数据分析实现高性能查询及压缩存储。

强大的 SQL 引擎与优化器

YashanDB 的 SQL 引擎具备解析、校验、优化和执行完整流程，优化器采用基于成本的优化策略（CBO），结合丰富的统计信息和 HINT 提示，生成最优执行计划。支持向量化计算，利用 SIMD 指令集实现批处理和并行计算。分布式环境下，协调节点负责生成分布式执行计划，数据节点并行执行任务，提升查询处理效率。

事务与并发控制

YashanDB 实现了符合 ACID 特性的高性能事务机制。多版本并发控制（MVCC）保证了读写分离，读操作不阻塞写操作。支持读已提交和可串行化两种隔离级别，通过行锁和表锁实现写写冲突控制。结合一致性读和写一致性保障数据的稳定性与隔离性，满足企业级业务对数据一致性的严格要求。

高可用主备复制与自动选主

主备架构中的 redo 日志同步技术确保数据在主库与多个备库间实时复制，支持异步和同步复制模式以平衡性能和数据丢失风险。自动选主功能基于 Raft 协议或 Yasom 仲裁实现，确保故障时主库能够快速选举和切换，缩短业务中断时间。共享集群则通过 YCS 集群服务进行投票仲裁，实现集群主实例的自动选举和故障自动恢复。

先进的存储管理和持久化机制

基于逻辑存储结构的段页式管理和对象式管理，YashanDB 实现了高效的空间利用及细粒度的存储控制。通过检查点机制和双写技术，有效防止磁盘半写问题，提升数据安全性。内存体系包含共享内存（SGA）和私有内存（SPA），配合多线程架构，支持高效的内存访问与管理。

安全保障体系

YashanDB 提供严格的用户身份认证、访问控制、加密和审计机制。支持身份认证包括数据库认证和操作系统认证；访问控制基于角色和标签，实现精细粒度权限管理；数据和备份加密保障存储数据安全；全面审计功能记录操作行为，支持合规和安全监管。IP 黑白名单及连接监听增强防入侵能力，保障系统稳健运行。

技术建议

根据业务需求合理选择部署形态，分布式部署适用于大规模、高并发场景，共享集群部署适合对高可用和强一致性要求极高的业务。

配置合理的存储结构，按业务访问模式选择 HEAP、MCOL 或 SCOL 存储，实现性能与存储效率的平衡。

及时采集和更新统计信息，结合 HINT 提示优化 SQL 执行计划，确保查询性能稳定优异。

根据事务隔离需求调整隔离级别，实现数据一致性与并发性能的优化。

启用主备复制的自动选主及快速切换机制，最大程度减少故障恢复时间，确保业务连续性。

合理规划表空间、分区和存储策略，充分利用段页式和对象式管理提升空间利用率。

加强安全策略配置，利用访问控制、加密及审计实现多层次安全保障，防范潜在风险。

利用 YashanDB 的多线程和并行计算特性，提升系统吞吐量，满足业务峰值需求。

定期进行备份和恢复演练，确保应急恢复能力符合企业服务级别协议（SLA）。

结合业务特点制定定时任务与维护计划，优化系统运维效率，保障数据库长周期稳定运行。

结论

随着企业级应用对数据库服务稳定性、可用性和扩展性的要求不断提升，YashanDB 多活架构通过共享集群、分布式集群和单机主备部署等多样化部署方案，结合高效的存储引擎、强大的事务控制与优化机制，提供了可靠的企业数据库基础。未来，伴随数据规模激增和业务多样化，持续优化的多活架构将成为数据库系统核心竞争力，驱动企业业务持续稳定运营，促进数字化转型深入发展。持续关注和掌握数据库最新技术，是保障企业信息系统安全、高效运行的必由之路。