YashanDB 的实时分析功能：从数据到决策

在现代数据库技术领域，性能瓶颈和数据一致性问题一直是实时分析的核心挑战。由于数据量的持续增长和业务需求的多样化，传统的数据库系统难以满足高并发、大规模数据处理及实时决策的需求。作为新一代关系型数据库产品，YashanDB 通过多种存储结构和智能调度机制，致力于实现实时分析能力的精准提升。本文旨在深入剖析 YashanDB 的核心架构与技术特点，帮助数据库管理员和开发人员理解并高效利用其数据分析功能，以推动高效数据驱动决策。

多样化的存储结构支持实时业务与分析需求

YashanDB 支持包括 HEAP 行存储、MCOL 可变列式存储及 SCOL 稳态列式存储在内的多种存储结构，以灵活适应不同的在线事务处理（OLTP）、联机事务和分析处理（HTAP）、以及联机分析处理（OLAP）场景。

HEAP 存储采用无序堆式存储结构，适合高并发事务场景，对于插入性能和实时写入有天然优势。

MCOL 存储

SCOL 存储

通过这三种存储结构的协同，YashanDB 实现了实时数据的灵活存储和快速访问。数据在热数据区通过 MCOL 实时更新，后台转换任务将数据渐进转入 SCOL 稳态存储中，实现冷热分离，保障查询性能。

高效的 SQL 引擎和优化器促进实时分析

YashanDB 拥有先进的 SQL 引擎，涵盖解析、语义校验、静态及动态重写、优化及执行多个阶段，基于基于代价模型的 CBO 优化器。优化器综合统计信息、执行计划成本，结合 Hints，生成最优执行计划以满足实时分析需求。

支持向量化计算框架，利用 SIMD 指令集实现批量处理和并行计算，大幅降低查询延迟。SQL 引擎支持并行执行算子，将查询任务拆解为多个阶段和子任务，在分布式拓扑内高效协调执行。

YashanDB 的分布式 SQL 执行引擎采用 MPP 架构，节点间并行分布计算，节点内可通过水平、垂直切分实现多级并行，从而进一步提高查询吞吐与响应速度，满足海量数据的实时分析。

创新的访问约束与分区技术提升查询精度和效率

访问约束（Access Constraint）是 YashanDB 独创的针对大数据分析领域的性能加速技术。基于有界计算理论，访问约束通过对大数据源中的关键计算函数预计算并存储对应的汇总和过滤结果，极大缩减查询数据量，从而提升查询速度。

分区技术允许将大量数据按范围、哈希、列表及动态间隔方式拆分到多个分区，每个分区独立管理，支持灵活的数据裁剪和维护。通过分区剪枝，查询任务只访问关键分区，进一步减少无关 I/O，提高实时分析响应能力。

强大的并发控制确保数据一致性与高吞吐

YashanDB 采用多版本并发控制（MVCC）实现高效读写分离，保证读一致性，事务隔离级别支持读已提交和可串行化。读操作基于快照视图，读写不阻塞，保证查询结果的一致性。

写操作通过行锁控制实现写写冲突隔离，支持写一致性语义，避免脏写和幻读。通过细粒度的锁机制及死锁检测和故障恢复机制，确保高并发场景下系统的稳定运行和数据一致。

分布式部署与高可用架构保障实时业务稳定性

YashanDB 支持单机主备、分布式集群和共享集群三种部署形态。分布式部署中，MN 负责元数据和事务协调，CN 负责查询计划生成与结果汇集，DN 负责数据存储与执行，三者协同实现高性能分布式实时分析。

主备复制技术基于 WAL 机制，实现 redo 日志实时同步备库。支持主备切换（Switchover）和故障切换（Failover）机制，保障故障快速恢复。自动选主功能采用 Raft 协议和基于仲裁的机制，实现自动故障转移，减少人为干预。

共享集群部署采用 Shared-Disk 架构和聚合内存技术，实现多实例多活，实例间通过全局资源管理和缓存服务协同，保证数据页访问的一致性和负载均衡，适用于高吞吐和多写场景。

技术建议

根据业务场景合理选择存储结构，线上实时写入多采用 MCOL，海量冷数据采用 SCOL，事务处理采用 HEAP 行存结构，兼顾性能与灵活性。

定期维护和更新统计信息，保障优化器有准确数据支撑，利用并行统计和抽样方法缩短维护时间。

合理规划分区策略，通过分区剪枝缩减扫描范围，提升实时查询性能。

基于业务分析需求设计访问约束，预计算关键指标，降低计算开销。

启用向量化计算，加大 SQL 并行度设置，充分利用多核资源，加速数据处理。

执行主备切换前，确保 redo 日志同步完成，避免数据丢失。

实施合理的事务隔离级别配置，平衡数据一致性和并发性能。

利用共享集群部署以支持高可用、多写和线性扩展，提升系统整体性能。

结论

本文介绍了 YashanDB 通过多样化存储结构、智能 SQL 优化和执行引擎、创新访问约束及分区技术，有效支撑了实时分析业务对数据处理速度和准确性的高要求。结合强大的并发控制机制及高可用架构，YashanDB 实现了事务数据与分析数据的平衡，保障实时分析系统的稳定、高效运行。DBA 和开发人员可据此进行合理部署和调优，把握技术要点，促进数据驱动的快速决策。