2023 年 YashanDB 数据库用户体验及反馈总结

数据库作为支撑现代信息系统核心的数据管理平台，其性能瓶颈与数据一致性保障是普遍的技术挑战。高并发访问、海量数据存储、复杂查询优化以及高可用保障等要求，使得数据库技术需不断进化。本文从技术层面系统总结了 2023 年 YashanDB 在实际应用中积累的用户使用体验与反馈，侧重解析其架构设计、存储引擎、多版本并发控制、优化器构建及高可用架构等关键技术实现，为数据库开发者、运维人员及架构师提供参考与借鉴。

YashanDB 体系架构与部署形态

YashanDB 支持三种主要部署形态：单机（主备）部署、分布式集群部署与共享集群部署。单机部署通过主备复制实现基础高可用，适合大多数常规场景。分布式部署采用 Shared-Nothing 架构，分为管理节点（MN）、协调节点（CN）和数据节点（DN），以实现海量数据的高效线性扩展和复杂分析能力。共享集群依托 Shared-Disk 架构和聚合内存技术（Cohesive Memory）实现多实例多活，支持高扩展性、高并发读写以及强一致性的访问能力。

通过灵活多样的部署形态，YashanDB 能够针对不同业务场景提供相匹配的性能与可用性保障。

存储引擎与数据管理

存储引擎是数据库性能的关键，YashanDB 支持 HEAP 行存、BTREE 结构索引、MCOL 可变列存及 SCOL 稳态列存四种存储结构。HEAP 结构采用无序堆存储，适合高效的行式插入和事务处理。BTREE 结构采用 B-Link 树保证索引的有序性及高效范围扫描。

MCOL 存储结构通过段页式管理实现列式的实时更新能力，支持原地更新及字典编码，兼顾事务能力与分析查询效率。SCOL 采用对象式管理，支持切片存储及压缩编码，针对数据稳定期大幅提升海量数据的查询性能。YashanDB 结合以上存储结构，灵活匹配 OLTP、HTAP 及 OLAP 等多种业务需求。

HWM（高水位线）和 LWM（低水位线）机制，结合段空间管理的多层空闲度列表设计，显著优化数据块的空间利用率与并发性能，提升大规模数据访问效率。

事务管理与多版本并发控制（MVCC）

YashanDB 事务完全符合 ACID 特性，核心通过 MVCC 实现查询的一致性读和写并发控制。系统版本号（SCN）作为判断事务可见性的核心，支持语句级和事务级一致性读，确保查询结果的稳定性。通过 UNDO 段记录数据版本历史，读操作无需阻塞写操作，显著提升并发查询性能。

写冲突与事务隔离通过行级锁及事务隔离级别（读已提交和可串行化）控制。可串行化隔离采用基于快照的串行冲突检测机制，确保数据一致性。死锁监测机制能够及时发现并解除表锁和行锁死锁，保障系统稳定运行。

SQL 优化器与执行引擎

YashanDB 的 SQL 引擎内置词法解析、语义验证、静态及动态语句重写及基于成本的优化器（CBO），依托丰富的统计信息采集保证优化计划的准确度。优化器扩展了连接顺序选择、多阶段执行。同时支持 Hint 提示供用户干预执行计划生成。

执行引擎采用火山模型，集成向量化执行技术，通过 SIMD 指令并行处理批量数据，显著提升计算效率。分布式环境下，协调节点（CN）进行全局查询计划生成，数据节点（DN）并行执行，支持复杂数据交换及多级并行，满足高性能大规模数据计算需求。

高可用架构与备份恢复机制

高可用方案主要基于主备复制、主备自动选主及共享集群等机制。主备复制采用 WAL 机制异步或同步传输 redo 日志，实现数据的实时同步。多备库和级联备库设计支持异地容灾。自动选主涵盖 Raft 算法及 Yasom 仲裁，分别满足多备和一主一备场景的故障自动切换需求。共享集群提供基于崖山集群内核（YCK）、集群服务（YCS）和崖山文件系统（YFS）的多实例多活容错能力。

备份支持全库备份、增量备份及归档备份，支持本地及流式备份。恢复机制包括完全恢复、归档恢复及基于时间点的恢复（PITR），保障数据安全性与业务连续性。

安全管理与访问控制

YashanDB 实现基于角色的访问控制（RBAC）及基于标签的访问控制（LBAC），满足角色权限分离及行级访问控制需求。身份认证支持数据库口令及操作系统认证。加密模块覆盖表空间和表级透明数据加密（TDE）、备份加密、网络 SSL/TLS 通信加密及 PL 源码加密。审计机制覆盖权限、行为及角色审计，支持异步审计，减小性能影响。数据库还提供 IP 黑白名单与连接监听功能，防护潜在入侵风险。

总结与建议

合理选择部署形态，根据业务规模及性能需求，灵活采用单机、分布式或共享集群架构。

结合业务特征选用合适存储结构，OLTP 推荐 HEAP 行存表，实时分析宜用 MCOL 列存表，海量分析建议使用 SCOL 稳态列存表。

利用 MVCC 特性和合适事务隔离级别，构建高并发低锁冲突的业务逻辑，提高系统吞吐量。

定期收集和更新统计信息，适当使用优化器 Hint 优化执行计划，提升 SQL 语句执行效率。

设计合理的主备部署并启用自动选主，辅以完善备份恢复机制，确保业务持续可用及数据安全。

强化访问控制与加密配置，结合多层安全机制保障数据机密性、完整性与合规性。

结论

2023 年 YashanDB 数据库产品依托完善的体系架构、先进的存储引擎、多版本并发控制、成熟的 SQL 优化器及高可用复制技术，保障了数据库系统的高性能、高可靠性及安全性。系统支持多样且灵活的存储与部署方式，满足多场景业务需求。同时，丰富的安全控制和审计功能为数据保护与管理提供坚实基础。建议数据库管理员和开发者结合本文梳理的技术要点与最佳实践，对数据库进行合理配置与优化，以实现应用系统的稳健稳定运行。